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FPGA的DCM使用介绍
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2012-10-23
22:16:52
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详细介绍ISE中DCM的使用和DCM的分频技术的使用,及xaw文件的例化及使用。
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感谢 anothertwo 整理
在 Spartan-3 FPGA 中使用 DCM
在 Spartan-3 FPGA 中使用 DCM(Using Digital Clock Managers (DCMs) in Spartan-3
FPGAs)
DCM 主要功能
1. 分频倍频:DCM 可以将输入时钟进行 multiply 或者 divide,从而得到新的输出时钟。
2. 去 skew:DCM 还可以消除 clock 的 skew,所谓 skew 就是由于传输引起的同一时钟到
达不同地点的延迟差。
3. 相移:DCM 还可以实现对输入时钟的相移输出,这个相移一般是时钟周期的一个分数。
4. 全局时钟:DCM 和 FPGA 内部的全局时钟分配网络紧密结合,因此性能优异。
5. 电平转换:通过 DCM,可以输出不同电平标准的时钟。
DCM 的特点与能力(Spartan-3 系列为例)
数量:4 DCM / FPGA(也有例外)
-- 应该够用了
数字频率综合器输入(CLKIN):1-280MHz
延迟锁相环输入(CLKIN):18-280MHz
时钟输入源(CLKIN):
Global buffer input pad
Global buffer output
General-purpose I/O (no deskew)
Internal logic (no deskew)
-- 上面最后两个分别是外部的普通 IO 口和内部的逻辑,没有 deskew,所以时钟质量不会
很好。
频率综合器输出(CLKFX、CLKFX180):是 CLKIN 的 M/D 倍,其中
M=2..32
D=1..32
-- 这样看来最大能倍频 32 倍,最小能 16 分频。
时钟 dividor 输出(CLKDV):是 CLKIN 的下列分频
1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, or 16
-- 发现没有,最大的分频也是 16。不过能支持半分频,比用频率综合器方便。
倍频输出(CLK2X、CLK2X180):CLKIN 的 2 倍频
时钟 conditioning、占空比调整:这个对所有时钟输出都施加,占空比为 50%。
1/4 周期相移输出(CLK0/90/180/270):是 CLKIN 的 1/4 周期相移输出。
半周期相移输出(CLK0/180、CLK2X/180、CLKFX/180):相差为 180 度的成对时钟输出。
相移精度:最高精度为时钟周期的 1/256。
时钟输出:9 个
到全局时钟网的时钟输出:最多 9 个中的 4 个
到 General purpose 互联:最多 9 个
到输出脚:最多 9 个
-- 可见 9 个时钟输出可以随意链接内部信号或者外部输出,但是进入全局时钟网的路径最
多只有 4 个。
DCM 的位置在哪?
我们以 Spartan3 系列为例。
FPGA 看上去就是一个四方形。最边缘是 IO pad 了。
除去 IO pad,内部还是一个四方形。
四个角上各趴着一个 DCM。
上边缘和下边缘中间则各趴着一个全局 Buffer 的 MUX。
这样的好处是四个 DCM 的输出可以直接连接到全局 Buffer 的入口。
下面是手绘简图,很丑是吧,呵呵。
DCM 是全局时钟网络可选的一部分
一般,时钟通过一个“全局输入 buffer”和“全局时钟 buffer” 进入全局时钟网络。如下所示
GCLK --->( IBUFG ---> BUFG) ---> low skew global clock network
在需要的时候,DCM 也成为全局时钟网络的一环。
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- xuqqqqqqqqqq2014-04-02再详细点就好了
luohaoxiaoqi
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