中文版MAX 10 时钟和 PLL 用户指南

MAX 10是Altera公司（现为Intel旗下品牌）推出的一款FPGA产品系列，具有多种高级特性和优化，适用于成本和功耗敏感的低密度应用。MAX 10 FPGA在设计中集成了若干关键功能，例如模拟功能、Nios II嵌入式处理器支持和非易失性存储器。它支持Intel® Quartus® Prime设计软件，用以进行高效的开发流程。本文主要讨论MAX 10 FPGA中的时钟和PLL（相位锁环）特性，以及它们的设计考量和实现指南。 1. 时钟网络概述 MAX 10 FPGA支持全局时钟（GCLK）网络，为芯片内部的逻辑和存储器提供时钟信号。全局时钟网络能够减少扇出延迟，提供稳定可靠的时钟源。用户可以通过全局时钟控制模块对时钟进行管理和配置，优化时钟信号的分布。此外，全局时钟网络支持使能信号和时钟断电功能，以提供灵活的时钟管理。 2. 内部振荡器概述 MAX 10器件内置了一个最高可达116MHz的内部振荡器，用户可以根据需要启用或禁用这个振荡器。该振荡器可以用于为系统提供基本的时钟源，或者作为其他时钟信号的参考频率。 3. PLL概述 MAX 10 FPGA提供了强大的PLL功能，支持多种时钟管理功能，包括降低电路板上的振荡器数量、通过单一参考时钟源综合多个时钟频率，以减少所需的时钟管脚数量。PLL可用作零延迟缓冲器、抖动衰减器、频率合成器以及用于高速I/O接口的时钟管理。它也可以用于片上时钟偏斜去除、动态相移和带宽重配置等高级时钟操作。 4. MAX 10时钟和PLL体系结构及功能 - 时钟网络体系结构和特性包括全局时钟网络、时钟管脚、时钟资源和源的配置，以及时钟控制模块。 - 全局时钟网络源可以来自外部、内部振荡器或通过MSEL引脚选择。 - 时钟使能信号可用于控制时钟的开启和关闭，以减少功耗。 - 内部振荡器体系结构和特性包括其操作模式和可编程参数。 - PLL体系结构和特性包括操作模式、锁定范围、带宽控制、时钟反馈模式、输出和输入特性等。 - 时钟管脚到PLL的连接、PLL计数器与GCLK的连接、PLL控制信号的参数设置，以及PLL的动态重配置和级联功能也都在文档中进行了详细说明。 5. MAX 10时钟和PLL设计考量 文档提供了设计时钟网络、内部振荡器和PLL时应考虑的因素，例如时钟使能信号的使用、连接的限制、自复位功能以及输出时钟的管理。还详细说明了如何设计时钟切换、PLL级联和重配置操作中的注意事项，以及扩展PLL锁定范围和可编程带宽的高级参数设置。 6. MAX 10时钟和PLL实现指南 详细阐述了使用Intel® Quartus® Prime设计套件中内置的IP核来实现时钟和PLL功能的具体步骤和方法。包括ALTCLKCTRL IP核、ALTPLL IP核和ALTPLL_RECONFIG IP核的参考信息，以及内部振荡器IP核的使用。每个IP核的参数设置、端口和信号，以及实现时钟切换和动态重配置等高级特性都有具体的指导。 7. ALTCLKCTRLIP内核参考 提供了关于ALTCLKCTRL IP核的详细信息，包括其参数设置、端口和信号的参考。用户可以通过这些信息来配置全局时钟网络。 8. ALTPLLIP内核参考 阐述了ALTPLL IP核的参数设置，例如操作模式、可编程带宽、时钟切换、动态重配置和输出时钟等，以及端口和信号的详细信息。文档还包含了关于如何实现时钟计数器配置和控制信号参数设置的指导。 9. ALTPLL_RECONFIGIP内核参考 这部分内容提供了如何使用ALTPLL_RECONFIG IP核进行时钟重配置和动态相位配置的指导，以及如何获取资源使用情况报告。 10. 内部振荡器IP内核参考 文档给出了关于内部振荡器IP内核的参数设置和端口信息，指导用户如何配置和使用内部振荡器。 整体来说，MAX 10时钟和PLL用户指南详细介绍了MAX 10 FPGA时钟架构和PLL功能，为设计者提供了使用时钟网络、内部振荡器和PLL的指导，以及如何设计和实现考虑因素，以及在Intel® Quartus® Prime设计环境中利用相关IP核的具体指南。这份指南是设计人员在开发MAX 10 FPGA时不可或缺的参考资料。