Xilinx Notes(7)

2020-04-14 02:42

器件具体有几个plane,每个plane包括哪些bank,可以参考文档的Analog Power Supply Pins章节。

1.1.4 GTX/GTH Transceiver Reference Clock Checklist

选择晶振时必须满足以下条件。

? 晶振输出管脚和GTX/GTH时钟输入之间必须AC耦合。

? 保证差分电压摆幅符合DS182中,“DC and Switching Characteristics”和DS183的要

求。默认范围是250mV到2000mV,默认值是1200mV。

1.1.5 Reference Clock Interface

LVDS晶振与参考时钟输入的连接。

LVPECL晶振与参考时钟输入的连接。

以上电阻为默认值,具体值参考晶振的文档。 未使用的参考时钟输入引脚开路。

1.1.6 Power Supply and Filtering

电源噪声、电源分配网络引入的噪声和其他电路耦合进来的噪声,在FPGA参考时钟输入管脚处测量,不能大于10mVpk-pk。

电源尽量靠近FPGA上的电源管脚。

线性电源的好处是噪声小,且具有滤除输入电源噪声的功能,所需外部器件少。其缺点是效率低(当压差大时),在大电流情况下不适用。

开关电源噪声大,在接入到FPGA时必须进行滤波处理。

噪声通过三种方式滤除。第一种是on-die电路上的电容,其滤除噪声的频率最高。第二种是封装上的电容,第三种是PCB上的电容。以下是PCB上电容的推荐值。

1.1.7 PCB Design Checklist

Pins MGTREFCLK0P MGTREFCLK0N MGTREFCLK1P MGTREFCLK1N MGTXRXP[3:0]/MGTXRXN[3:0] MGTHRXP[3:0]/MGTHRXN[3:0] MGTXTXP[3:0]/MGTXTXN[3:0] MGTHTXP[3:0]/MGTHTXN[3:0] MGTAVCC Recommendations 交流耦合,推荐100nF 与周围信号保持足够间距 幅值 如果输入管脚未使用,则开路 交流耦合,推荐100nF 与周围信号保持足够间距 如果未使用,将pin pair接地 交流耦合,推荐100nF 与周围信号保持足够间距 如果未使用,则开路 该电源不能与非transceiver负载共享 推荐滤波电容,4.7uF陶瓷电容,10% 噪声小于10mVpp 该电源不能与非MGT负载共享 推荐滤波电容,4.7uF陶瓷电容,10% 噪声小于10mVpp 该电源不能与非MGT负载共享 推荐滤波电容,4.7uF陶瓷电容,10% MGTAVTT MGTVCCAUX 噪声小于10mVpp 如果一个电源组内的所有Quads均为使用,则开路或接地 2. 注意

2.1 [Place 30-140] error

一个Transceiver Quad只能使用一个QPLL,即GTXE2_COMMON。如果工程中,在一个Quad内,实现两个独立的接口。比如一个×3的interlaken,和一个×1的GBE,那么interlaken必然使用QPLL,GBE就只能使用CPLL。

如果两个接口都例化了GTXE2_COMMON则会出现上述错误。

通过IP core生成的example中,都是默认使用QPLL的,所以如果两个接口都使用example中的文件移植到用户工程中,则会出现上述问题。所以需要手动修改GBE的时钟,使其使用CPLL。

QPLL可以驱动一个QUAD中的多个transceiver。

7 Series FPGAs Clocking Resources

参考ug472_7Series_Clocking.pdf。

“Summary of Clock Connectivity”章节对时钟的连接关系、规则和限制进行了总结。

1. Clocking Overview

1.1 Clocking Architecture Overview

Global clock trees可以达到整个期间的同步单元。

I/O和局部时钟树可以到达三个垂直相邻的时钟区域(该垂直指的是内部资源的垂直位

置,而不是管脚布局意义上的垂直)。

每个CMT包括一个MMCM和一个PLL,位于I/O column旁边。 每个7系列期间的时钟域分为以下部分。 ? 与器件尺寸有关,最少6个,最多24个。

? 一个时钟域包括50个CLB和一个I/O bank(50 I/Os),以及其中所有的同步单元,

如CLB、I/O、GT、DSP、block RAM、CMT等等),一条水平时钟行(horizontal clock row)穿过其中间。一个时钟域和一个Bank对应,一个Bank和一个CMT对应,一个CMT包含一个MMCM和PLLE2。

? 每个时钟域分为上下两部分,每部分包括25个CLB,HROW穿过其中。

1.1.1 Clock Routing Resources Overview

每个I/O bank包括clock-capable input pins,这些管脚可以将时钟连接至7系列期间的时钟布线资源上。与专用时钟缓冲器(clock buffers)一起使用,clock-capable input pins可以将用户时钟连接至以下部分。

? 器件上半部分(top)或下半部分(bottom)的时钟线(clock lines)。 ? 同一I/O bank的I/O clock lines,以及垂直相邻的I/O banks。 ? 同一时钟区域的局部时钟线,以及垂直相邻的时钟域。

? 同一时钟域的CMTs,以及在部分情况下可连接至相邻的时钟域。

7系列器件有32条时钟线。全局时钟缓冲器(global clock buffers-BUFGCTRL, BUFG for short)能且只能驱动全局时钟线。每个时钟域可以通过12条水平时钟线支持12条全局时钟时钟线。

Global clock buffers(BUFGCTRL)具有以下功能。

? 可以用作使能信号,控制遍布多个时钟域的时钟的使能。 ? 可以用作无毛刺的多路器:时钟源的二选一。

? 通常由CMT驱动,以用来消除时钟分布延时,调整时钟之间的相对延时。 水平时钟缓冲器(horizontal clock buffer-BUFH/BUFHCE)可以通过单个时钟域内的水平时钟行,连接到全局时钟线。也可以用于时钟使能,独立的控制单个时钟域的时钟。每个时钟域可以通过水平时钟线支持12路时钟。

7系列期间的局部时钟树和I/O时钟树可以驱动一个时钟域内的全部时序电路。每个器件有多个“多时钟域缓冲器”(multi-clock region buffers-BUFMR),该BUFMR允许局部和I/O时钟连接至3个垂直相邻的时钟域。

? I/O clock buffer(BUFIO)可驱动I/O时钟树,连接至同一bank所有I/O资源。 ? Regional clock buffer(BUFR)可以驱动局部时钟树,并且可以通过编程对输入时钟

进行分频。

? 与IOB中的可编程串化/解串器组合使用,BUFIO和BUFR时钟缓冲器可以在不需要

额外逻辑资源的情况下,允许源同步系统(source-synchronous systems)穿越时钟域(clock domains)。

? 通过BUFMR,并且使用相关的BUFR和BUFIO,可以驱动相邻时钟域和I/O banks

的局部时钟树和I/O时钟树。

? 一个I/O bank或一个时钟域可以支持4个唯一的I/O时钟和4个唯一的局部时钟。

1.1.2 CMT Overview

7系列器件最多有24个CMT,每个CMT包括一个MMCM和一个PLL。MMCM和PLL可以用于外部和内部时钟频率综合、抖动滤波和延时调整。PLL的功能是MMCM的子集。

MMCM具备相位微调功能,能够进行小数分频和倍频。

Clocking wizard可以帮助用户选择合适的CMT资源和相关的布线资源。


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