企业官网建设流程全解析

一、基本介绍

1.1引入

时钟IP核实现的功能：对输入的时钟实现信号的分频和倍频，或者调整相位

MMCM PLL：混合模式时钟管理和锁相环，他们可以对时钟网络进行系统级的时钟管理和控制

1.2时钟资源

全局时钟：专用的互连网络，降低时钟的偏斜，占空比的时间和功耗

xlinx在这设计了专用的时钟缓存和驱动结构，使得全局时钟到达FPGA的逻辑资源和存储资源RAM和I/O口的延迟非常低。

区域时钟：独立于全局时钟网络，只能驱动区域内部逻辑资源和I/O口

一个CMT包括一个MMCM和一个PLL

1.3结构视图

BUFG 16:全局时钟缓存

CMT Backbone：cmt的主干道

I/O Column：外部信号/时钟输入管脚

GT Column：FPGA内部高速串行收发器

重点：了解FPGA时钟被划分为多个区域，各个区域可以单独工作也可以通过时钟主干道进行联合工作

1.4单个区域放大图

BUFH相当于低配版BUFG，他只能通过HROW在左右相近的时钟区域工作

BUFR相当于低配版BUFH，他输出的时钟只能作用在自己的时钟区域

CC：时钟的专用引脚，能连接BUFG,BUFH等等

我们在看原理图可以看到，有些时候部分引脚会有SRCC和MRCC，他们都是时钟专用引脚，但是有些区别：

SRCC：只能作用于本时钟区域

MRCC：除了能作用于本时钟区域，还可以作用于相邻的时钟区域

P,N代表可以连接差分时钟输入，如果我们不是差分时钟，就连在P端

1.5CMT框图

BUFR：区域时钟缓存器

IBUFG(CC)：时钟专用引脚

BUFG：全局时钟缓存器

GT:高速时钟收发器

BUFH：水平时钟缓存器

1.6MMCM内部框图

D：可编程的计数分频器

PFD：相位的频率检测器

CP：电荷泵

LF:环路滤波器

VCO:压控振荡器

Lock：锁信号，从低电平到高电平代表用户的输出时钟变成稳定状态了

MMCM相比PLL多了高级功能：分数倍频率综合，反向时钟输出，动态时钟相位调整

1.7PLL内部框图

MMCM相当于PLL升级款，PLL实现的功能MMCM都可以实现

1.8时钟IP核

二、IP核配置

1、IP核（clocking options）

按如图所示步骤，双击clocking wizard（时钟向导）

双击打开IP核

clock monitor是时钟监控，使能这个信号可以对输入的时钟做监控

primitive是用来选择我们所用的原理是MMCM还是PLL

frequency features：频率合成，如果勾选就可以输出不同频率的时钟

phase alignment：相位矫正

dynamic reconfig：动态的重配置

minimize power：低功耗，勾选后时钟精度会降低

jitter optimization：对一些抖动选项的设置，一般选balance平衡即可

input clock information：

对于input clock information，首先我们需要对input frequency（输入时钟频率）进行改动，我们一般情况下的时钟频率是mhz，然后source这部分，我们拉开详细目录，single ended clock capable pin表示单端时钟，different clock capable pin是差分时钟，global buffer：全局时钟缓存，no buffer：不添加缓存

2、IP核（output clocks）

这一部分是对输出时钟进行配置

第一个表格，output freq是写我们想要得到的输出时钟频率，actual是实际生成的时钟频率

phase是写我们想要相位的部分（180就代表反相）

duty cycle表示占空比

drives代表来源，默认选bufg走全局时钟网络

enable optional inputs里面reset表示是否添加复位信号，locked表示是否添加锁信号

reset type表示默认复位信号是高电平有效还是低电平有效

3、IP核（port renaming）

这部分是对locked信号做重命名的页面

4、IP核（MMCM setings）

其中clkfbout_mult_f表示我们对原信号进行了10倍频，下面的divide是表示对输出信号做了几分频

5、IP核（summary）

这部分对前面我们的操作做了总结，确认没问题即可创建ip核

我们确定无误直接生成，这部分run settings里面的number of jobs，你选的越大越好（似乎是看你电脑多线程处理的性能，直接拉最大就行）

后续需要改动可以在design source里面找到ip核双击打开修改即可。

三、例化IP核

先添加一个design source

然后，点击下方的IP source，instantiation template，双击clk_wize_0.veo

打开后一直往下划，找到例化模板，复制粘贴到我们刚刚创建好的模块里面

这边需要注意，我们一般写代码的时候，系统复位信号都是低电平有效，而刚刚我们设计的ip核中复位信号是高电平有效，所以我们需要连接取反的系统复位信号

这两部分都是一样的代码（前者观赏性好一点）

module ip_clk_wiz( input sys_clk, input sys_rst_n, output clk_100m, output clk_100m_180deg, output clk_50m, output clk_25m ); wire locked; clk_wiz_0 instance_name ( // Clock out ports .clk_out1(clk_100m), // output clk_out1 .clk_out2(clk_100m_180deg), // output clk_out2 .clk_out3(clk_50m), // output clk_out3 .clk_out4(clk_25m), // output clk_out4 // Status and control signals .reset(~sys_rst_n), // input reset .locked(locked), // output locked // Clock in ports .clk_in1(sys_clk) // input clk_in1 ); endmodule

四、编写仿真文件

1、编写testbench

首先，我们需要完成对这些信号定义，然后编写好时钟这些信号的初始化，然后编写时钟激励的代码，最后例化源代码就可以：

`timescale 1ns / 1ps module tb_ip_clk_wiz(); reg sys_clk; reg sys_rst_n; wire clk_100m; wire clk_100m_180deg; wire clk_50m; wire clk_25m; always #10 sys_clk=~sys_clk;//50mhz输入时钟 initial begin //初始化仿真 sys_clk = 1'b0; sys_rst_n=1'b0; #200; sys_rst_n=1'b1; end ip_clk_wiz u_ip_clk_wiz( .sys_clk(sys_clk), .sys_rst_n(sys_rst_n), .clk_100m(clk_100m), .clk_100m_180deg(clk_100m_180deg), .clk_50m(clk_50m), .clk_25m(clk_25m) ); endmodule

注意：需要将测试文件设置为simulation的顶层文件

2、观察测试图像

如果你需要观察的信号没出现，可以像这样add进观测图像中

这个播放键是持续运行直到程序结束（我们的测试文件没写结束符号，他会一直运行）

他左边的这个是重新运行

右边这个是运行10us

最右边的是重新加载（一般针对我们修改了testbench就点这个）