XILINX FPGA IP之MMCM PLL DRP时钟动态重配详解

时间:2025-04-28  作者:Diven  阅读:0

上文XILINX FPGA IP之Clocking Wizard详解说到时钟IP的支持动态重配的,本节介绍通过DRP进行MMCM PLL的重新配置。

XILINX FPGA IP之MMCM PLL DRP时钟动态重配详解

Clocking Wizard IP的DRP( DynamIC Reconfiguration)提供了对MMCM/PLL的配置寄存器的访问接口(这些配置位通常只在比特流中初始化),这允许用户动态更改MMCM或PLL时钟输出,而无需加载新的比特流。

MMCM或PLL必须在动态重新配置期间保持复位状态,或者必须在动态重新配置更改完成后释放复位。

DRP可以动态改变时钟的频率、相位、占空比。

MMCM/PLL有6个用户可访问的配置寄存器组,允许重新配置单个时钟输出。这六组分别是分频配置寄存器、相位配置寄存器、分数配置寄存器、锁定配置寄存器、滤波器配置寄存器和功率配置寄存器。

分频配置寄存器参数:

•High Time :高电平持续时间,以vco 为clk

•Low Time :低电平持续时间,以vco 为clk

•No Count :使能时输出vco频率

•Edge :迫使高电平时间计数器在计数结束时在下降边上转换。

例如:要输出一个3分频的时钟50%占比的时钟,High Time配1,Low配2,Edge配1.

4分频配 2 2 0 0

1分频配 0 0 1 0

相位配置寄存器参数:

•Phase MUX :相位选择,1代表45°,将vco频率分为8份

•Delay Time:输出时钟的vco偏移,最大支持到64

•MX:固定为2’b00

小分配置寄存器参数:

MMCM的clkout0和clkfbout支持小数分频,使能小数分频时,会使用小数组参数(只有MMCM的clkout0和clkfbout有这组参数);

• FRAC_EN:使能

• FRAC :单位0.125

• PHASE_MUX_F:下降沿相位,单位45°

• FRAC_WF_R

• FRAC_WF_F

锁定配置寄存器、滤波器配置寄存器和功率配置寄存器基本不用用户配置。

以MMCM为例有17个可配置寄存器,其中CLKOUT[6:0] 和CLKFBOUT各有两个配置寄存器,DIVCLK_DIVIDE有一个独立配置寄存器。下图中的D、O0-O6、M均有可配置的寄存器。

来看一下寄存器的定义:

Reg1:主要是分频配置寄存器参数,CLKOUT[6:0] 和CLKFBOUT均有该寄存器:

OUT0 Reg2,CLKOUT[0]小数等的配置寄存器:

OUT1 Reg2:

OUT234 Reg2:

OUT5 Reg2:(包含clkout0的小数部分配置):

OUT6 Reg2,包含fb的小数部分:

Div Reg:

锁相环中,通过可配置接口配置时,上述寄存器的地址如下:

当使能DRP端口对时钟进行动态重配时,锁相环的端口会增加下面的端口:

端口含义为:

// DynamIC reconfiguration ports

input [6:0] daddr, //地址控制

input dclk, //配置时钟

input den, //en,读写使能信号

input [15:0] din, //写配置

output [15:0] dout, //会读

output drdy, //ready

input dwe, //写使能

本文先写到这里,下一篇文章结合仿真对drp的具体应用进行说明。

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