Altera PLL IP核用户指南:配置与特性解析

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"Altera PLL (相位锁定环) IP核用户指南,是官方文档,主要涉及PLL的参数配置,提供了六种不同的时钟反馈模式,适用于Arria V、Stratix V和Cyclone V系列设备,支持时钟输出信号生成、双参考输入时钟切换、PLL级联等功能,并支持动态重配置。" Altera PLL IP Core是Altera公司提供的一个集成的数字信号处理组件,用于在FPGA设计中生成高性能、灵活的时钟系统。该IP核允许用户根据具体需求配置PLL的设置,以满足各种应用场景的需求。 1. **时钟反馈模式**: Altera PLL支持六种不同的时钟反馈模式,包括直接模式、外部反馈、正常模式、源同步模式、零延迟缓冲模式和LVDS(低电压差分信号)模式。这些模式的选择取决于应用对时钟精度、相位噪声和电源抑制比等性能指标的要求。 2. **时钟输出信号**: 对于Arria V和Stratix V器件,Altera PLL可以生成多达18个时钟输出信号,而Cyclone V器件则可生成9个。这使得PLL能为设计中的多个模块提供独立且精确的时钟源。 3. **参考输入时钟切换**: 设计者可以切换两个参考输入时钟,这在需要动态改变时钟源或者需要冗余时钟源的场合非常有用。 4. **PLL级联**: 支持将PLL与上游PLL级联,通过adjacent PLL (adjpllin) 和C-Counter clock source (cclk) 输入,实现更复杂的时钟网络结构,提升频率合成能力。 5. **PLL输出级联**: 提供了PLL输出级联功能,可以进一步扩展时钟网络的复杂性和灵活性。 6. **动态重配置**: 生成Memory Initialization File (.mif),允许在系统运行过程中对PLL进行重新配置,以适应运行时的环境变化或系统需求调整。 7. **操作模式**:文档中详细介绍了PLL的不同操作模式,包括正常工作模式、待机模式、禁用模式等,这些模式的选择会影响功耗和响应速度。 8. **输出时钟**:讨论了PLL输出时钟的特性,如相位、频率和抖动控制,以及如何通过参数配置优化输出时钟质量。 9. **参考时钟切换过**:详细阐述了在不中断系统运行的情况下,如何平滑地切换参考时钟源,确保系统的连续性和稳定性。 10. **PLL到PLL级联**:解释了如何连接和配置PLL以实现级联,以扩展频率范围和增强时钟生成能力。 11. **PLLOutput Counter Cascading**:这部分内容讨论了如何利用PLL输出计数器进行级联,以创建更复杂的时钟分频和倍频结构。 12. **设备家族支持**:Altera PLL IP核适用于Altera的不同产品线,包括Arria V、Stratix V和Cyclone V系列,每种设备的特性可能略有差异,用户需要根据实际使用的器件选择合适的配置。 Altera PLL IP Core用户指南是理解和应用PLL技术的重要参考资料,它涵盖了从基本概念到高级特性的全面介绍,为FPGA设计人员提供了强大的工具来优化其设计中的时钟系统。
2021-03-22 上传
IP(Intellectual Property)即知识产权。美国 Dataquest 咨询公司将半导体产业的 IP 定 义为“用于 ASIC 或 FPGA 中的预先设计好的电路功能模块”。简而言之,这里的 IP 即电 路功能模块。 IP 核在数字电路中常用于比较复杂的功能模块(如 FIFO、 RAM、 FIR 滤波 器、 SDRAM 控制器、 PCIE 接口等)设计成参数可修改的模块,让其他用户可以直接调用 这些模块。随着设计规模增大,复杂度提高,使用 IP 核可以提高开发效率,减少设计和调 试时间,加速开发进程,降低开发成本,是业界的发展趋势。利用 IP 核设计电子系统,引 用方便,修改基本元件的功能容易。具有复杂功能和商业价值的 IP 核一般具有知识产权, 尽管 IP 核的市场活动还不规范,但是仍有许多集成电路设计公司从事 IP 核的设计、开发 和营销工作。 IP 核有三种不同的存在形式: HDL 语言形式,网表形式、版图形式。分别对应我们常 说的三类 IP 内核:软核、固核和硬核。这种分类主要依据产品交付的方式,而这三种 IP 内核实现方法也各具特色。 PLL(Phase Locked Loop,即锁相环)是最常用的 IP 核之一,其性能强大,可以对输 入到 FPGA 的时钟信号进行任意分频、倍频、相位调整、占空比调整,从而输出一个期望 时钟,实际上,即使不想改变输入到 FPGA 时钟的任何参数,也常常会使用 PLL,因为经 过 PLL 后的时钟在抖动(Jitter)方面的性能更好一些。 Altera 中的 PLL 是模拟锁相环,和 数字锁相环不同的是模拟锁相环的优点是输出的稳定度高、相位连续可调、延时连续可 调;缺点是当温度过高或者电磁辐射过强时会失锁(普通环境下不考虑该问题)。