同步時序電路設(shè)計中zui關(guān)鍵的是時鐘設(shè)計，隨著電路規(guī)模與速度的提高，對時鐘的周期、占空比、延時和抖動等方面的要求也越來越高。為了順應(yīng)這需求，Spartan-6系統(tǒng)器件在原有的ＤＣＭ模塊基礎(chǔ)引入了模擬ＰＬＬ模塊構(gòu)成了功能強大、控制靈活的時鐘管理模塊（ＣＭＴ）。每個ＣＭＴ模塊包含兩個ＤＣＭ模塊和一個ＰＬＬ模塊。
一、器件組成與特性
1．ＤＣＭ模塊主要有以下功能模塊組成：
a.DLL模塊,主要由延時線和控制邏輯組成。
b.數(shù)字頻率合成器，為系統(tǒng)產(chǎn)生豐富的頻率合成信號輸出到CLKFX和CLKFX180?？梢蕴峁?~32的倍乘與1~32的分頻系數(shù)。
c.數(shù)字移相器,可提供粗調(diào)的0，90，180，270度移相和具有動態(tài)調(diào)節(jié)能力的相位細(xì)調(diào)。
d.數(shù)字頻譜合成器，產(chǎn)生擴頻時鐘減少電磁干擾（EMI）。
Spartan-6DCM模塊提供給用戶的設(shè)計原語有DCM_SP和DCM_CLKGEN，DCM_SP在Spartan-3EFPGA器件中也有，而DCM_CLKGEN是Spartan-6新增的，可以用產(chǎn)生動態(tài)的頻率合成信號和擴頻時鐘。
2．PLL模塊，有一400MHz~1000MHz壓控振蕩器（VCO），可提供8種移相(0°,45°,90°,135°,180°,225°,270°,315°)和6個可獨立編程倍乘與分頻系數(shù)的輸出信號。提供給用戶的設(shè)計原語有PLL_BASE和PLL_ADV，PLL_BASE是單獨使用PLL模塊zui常調(diào)用的原語，允許使用PLL的zui常用特性，PLL_ADV包括PLL_BASE所有的特性之外，還提供時鐘切換及與DCM的連接?？捎糜谝韵鹿ぷ髂Ｊ剑?/div>
a.時鐘網(wǎng)絡(luò)去歪斜
b.頻率合成
c.抖動濾波
d.零延時的緩沖
f.PLL與PLL、DCM的級聯(lián)
二、使用指南
1．注意時鐘的輸入與輸出范圍,所有應(yīng)用不能超過范圍.。如器件DCM的DLL模塊的時鐘輸入范圍如下（以下摘自Spartan-6DATASHEET）：
速度等級為-1L的為器件5MHz~175MHz。
速度等級為2的為器件5MHz~250MHz。
速度等級為3和4的為器件5MHz~280MHz。
DCM的DLL模塊的時鐘輸出范圍如下：
CLKOUT_FREQ_CLK0與CLKOUT_FREQ_CLK180為5MHz~250MHz（等級2）或5MHz~280MHz（等級3或4）；
CLKOUT_FREQ_CLK90與CLKOUT_FREQ_CLK270為5MHz~200MHz；
CLKOUT_FREQ_2X與CLKOUT_FREQ_2X180為0.3125MHz~166MHz（等級2）或0.3125MHz~186MHz（等級3或4）；
DCM的DFS模塊的時鐘輸入范圍如下：
速度等級為2的為器件0.5MHz~333MHz。
速度等級為3和4的為器件0.5MHz~375MHz。
DCM的DFS模塊的時鐘輸出范圍如下：
CLKOUT_FREQ_FX與CLKOUT_FREQ_FX180為5MHz~333MHz（等級2）或5MHz~375MHz（等級3或4）；
PLL模塊的zui小的輸入時鐘頻率為19MHz，zui大輸入時鐘頻率為375MHz（從全局時鐘輸入，速度等級2），400MHz（從全局時鐘輸入，速度等級3），450MHz（從I/O時鐘輸入，速度等級2），525MHz（從I/O時鐘輸入，速度等級3）。
PLL模塊的zui小的輸出時鐘頻率為3.125MHz，zui大輸入時鐘頻率為從BUFGMUX輸出為375MHz（速度等級2）或400MHz（速度等級3或4），從BUFPLL輸出為950MHz（速度等級2）或1050MHz（速度等級3）或1080MHz（速度等級4）。
無論什么時候都不能使VCO超出范圍，Spartan-6器件VCO的頻率范圍為400MHz~1000MHz（等級2），400MHz~1050MHz（等級3），400MHz~1080MHz（等級4），
2．PLL或DCM的選擇使用問題
PLL和DCM有類似的功能,又有各自的特性,在應(yīng)用中什么時候選擇使用PLL模塊較好,什么時候選擇使用DCM模塊較好呢?一般認(rèn)為PLL模塊有六組輸出時鐘,在多時鐘的應(yīng)用中使用PLL比較合適，另外PLL對抖動濾波效果比較好，如要實現(xiàn)抖動濾波也推薦使用PLL模塊。Spartan-6PLL模塊還提供時鐘切換功能，在需要動態(tài)切換時鐘源的應(yīng)用中尤為合適。DCM在相位調(diào)整上功能比較全，既有粗調(diào)的0，90，180，270度移相，又有動態(tài)調(diào)節(jié)的相位細(xì)調(diào)能力，在實現(xiàn)時鐘相位調(diào)整的時候推薦使用DCM模塊。其它情況如頻率合成、調(diào)整時鐘占空比，消除時鐘延時使用PLL模塊或DCM模塊都可以。
3．DCM除對輸入時鐘的頻率有要求外，對輸入時鐘的抖動也有要求，如果超出限制的話會導(dǎo)致DCM失鎖，失鎖后需要用戶將DCM復(fù)位。抖動主要分兩類：
a.Cycle-to-cyclejitter
b.Periodjitter
Cycle-to-cyclejitter一般為±150ps(FCLKFX>150MHz)或±3000ps(FCLKFX<150MHz),
Periodjitter一般為±1ns.具體參見Spartan-6DATASHEET。
如果輸入時鐘的抖動過大，建議先經(jīng)過PLL模塊進(jìn)行抖動濾波。
4．PLL與DCM的級聯(lián)選擇
a.PLL輸出驅(qū)動DCM模塊，優(yōu)點是在輸入DCM模塊前可減少輸入時鐘的抖動，同時又可以使用戶能構(gòu)訪問所有DCM模塊的輸出信號，一個PLL可以驅(qū)動多個DCM模塊，并不要求PLL與DCM都是在同一CMT模塊內(nèi)。
b.DCM模塊輸出驅(qū)動PLL模塊，這種情況可以減少輸入時鐘和DCM時鐘輸出的總體抖動。如果DCM輸出直接連到PLL輸入，要求PLL與DCM都是在同一CMT模塊內(nèi)，這種情況可減少的本地噪聲與布線資源。如果PLL與DCM不在同一CMT模塊內(nèi)，DCM輸出必須經(jīng)過BUFG緩沖后連到PLL。由于PLL輸入信號的限制,zui多只有兩個DCM輸出信號可以連到一個PLL模塊.
c.PLL與PLL的級聯(lián),級聯(lián)PLL可以產(chǎn)生更大范圍的時鐘,兩個PLL的級聯(lián)也要通過BUFG緩沖,此時器件通路的抖動zui小。
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