对FPGA的全局时钟了解不多,遂转载一篇文档: http://xilinx.eetop.cn/?action-viewnews-itemid-42 目前,大型设计一般推荐使用同步时序电路.同步时序电路基于时钟触发沿设计,对时钟的周期.占空比.延时和抖动提出了更高的要求.为了满足同步时序设计的要求,一般在FPGA设计中采用全局时钟资源驱动设计的主时钟,以达到最低的时钟抖动和延迟. FPGA全局时钟资源一般使用全铜层工艺实现,并设计了专用时钟缓冲与驱动结构,从而使全局时钟到达芯片内部的所有可配置单元…

1 引言    基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计,也就是单时钟系统.但是实际的工程中,纯粹单时钟系统设计的情况很少,特别是设计模块与外围芯片的通信中,跨时钟域的情况经常不可避免.如果对跨时钟域带来的亚稳态.采样丢失.潜在逻辑错误等等一系列问题处理不当,将导致系统无法运行.本文总结出了几种同步策略来解决跨时钟域问题. 2 异步设计中的亚稳态    触发器是FPGA设计中最常用的基本器件.触发器工作过程中存在数据的建立(setup)和保持(hold)时间.对于使用上升沿触发的触…

FPGA跨时钟数据传输,是我们经常遇到的问题的,下面给出一种跨时钟握手操作的电路结构.先上图 先对与其他人的结构,这个结构最大的特点是使用 req 从低到高或者高到低的变化 来表示DIN数据有效并开始传输.并且同过判断 req与ack信号是否相等就可以判断传输是否完成.当req !=ack时表示正在传输,不可以发起新的传输操作.当req=ack时表示传输完成,可以开始新的传输过程. 并且这样的结构在req传输发生亚稳态时也可以有效的传输信号,可以适应任意时钟域之间的数据传输.仿真图如下 代码:…

1.什么是xilinx fpga全局时钟资源 时钟对于一个系统的作用不言而喻,就像人体的心脏一样,如果系统时钟的抖动.延迟.偏移过大,会导致系统的工作频率降低,严重时甚至会导致系统的时序错乱,实现不了预期的逻辑功能.xilinx fpga内的全局时钟资源可以很好的优化时钟的性能,因此在设计时要尽可能多的使用fpga内部的时钟资源.xilinx fpga内部的全局时钟采用全铜工艺实现,配合专用时钟缓冲和驱动结构,可以使进入全局时钟网络的时钟到达fpga内部各个逻辑单元的抖动和延迟最小.全局时钟资源…

在第一个独立开发的FPGA项目中,使用了Altera平台的三速以太网IP,工作在100M模式下,外部输入的PHY时钟频率为25MHz. 由于在前期没有注意这个外部输入的时钟,导致最后不得不在板子上飞线,完成以太网的调试.这篇文章主要讲讲在做FPGA开发的时候,如何考虑时钟资源的评估!? 1 .使用的时钟频率和相位变化范围?是用DCM还是PLL? 2.设计中使用到的IP核需要多种时钟域吗?用到了多时钟,它们在期间上怎么选择和分布? FPGA上时钟资源有全局时钟资源,水平时钟资源.垂直时钟资源,区域…

1 假设FPGA设计,包括不同的频率的时钟,它会发出涉及异步时钟. 我们需要一些方法来使时钟同步,从而保证FPGA可靠性设计. 2 在建立和保持时间所构成的有效时间窗体内,数据输入到触发器进行转换. 假设数据的到达时间不满足建立或者保持时间就会产生时序冲突. 此时触发器的输出就有可能停留在非逻辑0 或1 的范围内(这个状态叫做准稳态).从而造成逻辑错误. 3 假设异步时钟的相位不可以全然对齐就有可能引起2中所述的故障,并且这样的故障是不可再现的,也无法通过仿真发现. 4 解决方法,即时钟同步问题…

FPGA项目设计中,通常会遇到多时钟处理.即一个PLL输出多个时钟,根据条件选择合适的时钟用作系统时钟.方案一: 外部晶振时钟进入PLL,由PLL输出多个时钟,MUX根据外部条件选择时钟输出做为系统使用. 方案在时钟频率比较低的情况下是可行的.设计时注意MUX使用组合逻辑实现的,注意case语句中default选项必须有输出,否则会出现锁存器. 当输出时钟频率较高时,这种方案的时序约束就比较麻烦.除了使用creat_clock命令约束PLL输入时钟,使用creat_generate_clock约…

文章主要是基于学习后的总结. 1. 时钟域 假如设计中所有的触发器都使用一个全局网络,比如FPGA的主时钟输入,那么我们说这个设计只有一个时钟域.假如设计有两个输入时钟,如图1所示,一个时钟给接口1使用,另一给接口2使用,那么我们说这个设计中有两个时钟域. 2. 亚稳态 触发器的建立时间和保持时间在时钟上升沿左右定义了一个时间窗口,如果触发器的数据输入端口上数据在这个时间窗口内发生变化(或者数据更新),那么就会产生时序违规.存在这个时序违规是因为建立时间要求和保持时间要求被违反了,此时触发器内部…

时钟架构总览 7系的FPGA使用了专用的全局(Global)和区域(Regional)IO和时钟资源来管理设计中各种的时钟需求.Clock Management Tiles(CMT)提供了时钟合成(Clock frequency synthesis),倾斜矫正(deskew),过滤抖动(jitter filtering)功能.非时钟资源,例如本地布线,不建议使用在时钟设计中. 全局时钟树(Global clock tree)可以驱动device中的所有同步原件(synchronous eleme…

7系列FPGA中包含了多达24个CMT(时钟管理单元)(实际上V7常见只有20个),MMCM和PLL均为时钟综合器,对外部输入时钟.内部时钟进行处理,生成需要的低抖动时钟.PLL是MMCM的功能子集,也是基于MMCM的.其中MMCM包含的额外特性有: 输入多路复用器从IBUFG,BUFG,BUFR,BUFH,GTs(CLKIN only)或互连(不推荐)中选择其一 作为参考和反馈时钟,每个时钟输入都经过一个可编程的计数器(D).相位频率检测器(PFD)比较输入(参考)时钟和反馈时钟的上升边缘的相…