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DCM学习

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2024年4月6日发(作者:游博文)

关于DCM的作用:

顾名思义DCM的作用就是管理,掌控时钟的专用模块。能完成分频,倍频,去skew,

相移等功能。

关于DCM的结构&组成:

DCM由四个独立的功能单元组成:

1、Delay-Locked Loop(DLL) ; 2、Digital Frequency Synthesizer (DFS);

3、Phase Shift(PS) ; 4、Status Logic(SL); 如图1所示

关于外部反馈&内部反馈的作用以及区别:

用反馈的目的类似于锁相环的原理,就是为了保证通过DCM调整后的时钟相位与输

入对齐(即消除由于DCM时钟调整过程中的偏斜(Skew))。

内部反馈是为了保证内部时钟与输入芯片的IO PAD上的时钟相位对齐,外部反馈是

为了保证输出到外部的时钟(比如给SRAM)的相位与输入芯片的IO PAD上的时钟相位

对齐。(内部反馈是不用自己连接的)

FPGA内部的IBUFG和BUFG会给输入时钟带来延时,经过DCM后可以利用clk0

输出(由于反馈的作用),这时输出相位与IPAD上的输入相位可以保持一致,相当于零延时

BUF,在高速设计中很有用的。

内部时钟就是FPGA内部用的,外部则是根据设计需求需要同时送到外部的时钟。

反馈的两者实现方式:一是CLK0反馈(即CLKIN的同频做为反馈信号),另一个是

CLK2X反馈(即CLKIN的2倍频做为反馈信号)。

另外如果仅仅使用CLKFX&CLKFX180,可以不使用反馈。详见图2和3:

关于DCM中DLL的工作模式问题:

DCM中的DLL有两种工作模式: 高频&低频模式.低频模式24MHz~180MHz,高频

模式48MHz~360MHz(不同的器件可能不同).

在高频模式的时候,倍频使出管脚clk2X&clk2x180禁用,四相移位寄存器的输出

CLK90&CLK270也被禁用,如果分频因子不是个整数,则输出时钟的占空比不是50%。

如果仅仅CLKFX作为输出的话,则输入时钟可以是1MHz~210MHz,但是输出最小应

该大于24MHz.

关于DCM中的复位问题:

DCM的复位RST是高电平有效的(这和我们平时接触到的低电平复位是不同的), 而且

在仿真时要求复位信号的持续时间最少为输入时钟周期的三倍.

关于频率合成:

频率合成的输出CLKFX=M/D×CLKIN(M由CLK_MULTIPLY确定,D由CLK_DIVIDE

2024年4月6日发(作者:游博文)

关于DCM的作用:

顾名思义DCM的作用就是管理,掌控时钟的专用模块。能完成分频,倍频,去skew,

相移等功能。

关于DCM的结构&组成:

DCM由四个独立的功能单元组成:

1、Delay-Locked Loop(DLL) ; 2、Digital Frequency Synthesizer (DFS);

3、Phase Shift(PS) ; 4、Status Logic(SL); 如图1所示

关于外部反馈&内部反馈的作用以及区别:

用反馈的目的类似于锁相环的原理,就是为了保证通过DCM调整后的时钟相位与输

入对齐(即消除由于DCM时钟调整过程中的偏斜(Skew))。

内部反馈是为了保证内部时钟与输入芯片的IO PAD上的时钟相位对齐,外部反馈是

为了保证输出到外部的时钟(比如给SRAM)的相位与输入芯片的IO PAD上的时钟相位

对齐。(内部反馈是不用自己连接的)

FPGA内部的IBUFG和BUFG会给输入时钟带来延时,经过DCM后可以利用clk0

输出(由于反馈的作用),这时输出相位与IPAD上的输入相位可以保持一致,相当于零延时

BUF,在高速设计中很有用的。

内部时钟就是FPGA内部用的,外部则是根据设计需求需要同时送到外部的时钟。

反馈的两者实现方式:一是CLK0反馈(即CLKIN的同频做为反馈信号),另一个是

CLK2X反馈(即CLKIN的2倍频做为反馈信号)。

另外如果仅仅使用CLKFX&CLKFX180,可以不使用反馈。详见图2和3:

关于DCM中DLL的工作模式问题:

DCM中的DLL有两种工作模式: 高频&低频模式.低频模式24MHz~180MHz,高频

模式48MHz~360MHz(不同的器件可能不同).

在高频模式的时候,倍频使出管脚clk2X&clk2x180禁用,四相移位寄存器的输出

CLK90&CLK270也被禁用,如果分频因子不是个整数,则输出时钟的占空比不是50%。

如果仅仅CLKFX作为输出的话,则输入时钟可以是1MHz~210MHz,但是输出最小应

该大于24MHz.

关于DCM中的复位问题:

DCM的复位RST是高电平有效的(这和我们平时接触到的低电平复位是不同的), 而且

在仿真时要求复位信号的持续时间最少为输入时钟周期的三倍.

关于频率合成:

频率合成的输出CLKFX=M/D×CLKIN(M由CLK_MULTIPLY确定,D由CLK_DIVIDE

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