Intel® Cyclone® 10 GX收发器PHY用户指南

ID 683054
日期 12/28/2017
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3.1.2. ATX PLL

ATX PLL具有基于LC tank的电压控制振荡器(VCO)。 这些LC VCO具有不同频率范围以支持操作范围的连续性。直接驱动收发器时,ATX PLL仅支持整数模式。
图 116. ATX PLL结构图

输入参考时钟

这是PLL的专用输入参考时钟源。

此输入参考时钟可来自以下时钟源:

  • 专用参考时钟管脚
  • 参考时钟网络
  • 接收器输入管脚
  • 来自全局时钟或内核时钟网络
专用参考时钟管脚的输入参考时钟是一个差分信号。Intel建议使用专用参考时钟管脚作为输入参考时钟源,以实现最佳抖动性能。输入参考时钟必须在器件上电时保持稳定并自由运行,以实现正确的PLL操作和PLL校准。如果参考时钟在器件上电时不可用,则必须在参考时钟可用时重新校准PLL。
注: ATX PLL校准进程必须由稳定,可用的CLKUSR时钟计时。请参阅校准部分以了解关于CLKUSR时钟的更多详细信息。

参考时钟多路复用器

参考时钟(refclk)多路复用器从各种可用的参考时钟源选择PLL的参考时钟。

N计数器

N计数器对refclk mux的输出进行分频。且所支持的分频因子为1、2、4和8。

相位频率检测器(PFD)

N计数器模块输出中的参考时钟(refclk)信号和M计数器模块输出中的反馈时钟(fbclk)信号被用作供应PFD的输入。PFD的输出与refclkfbclk输入之间的相位差异成正比。使用它将N计数器输出中的refclk信号对齐到反馈时钟(fbclk)信号。当参考时钟的下降沿先于反馈时钟的下降沿出现时,PFD生成一个"Up"信号。反之,当反馈时钟的下降沿先于参考时钟的下降沿时,PFD生成一个"Down"信号。

电荷泵与环路滤波器

电荷泵与环路滤波器(CP和LF)使用PFD输出,以生成用于VCO的控制电压。电荷泵将来自PFD的“Up”或“Down”脉冲转换成电流脉冲。电流脉冲通过一个低通滤波器被过滤到一个驱动VCO频率的控制电压。电荷泵、环路滤波器和VCO设置决定ATX PLL的带宽。

锁定检测器(Lock Detector)

锁定检测器模块会显示参考时钟和反馈时钟相位已对齐。锁定检测器生成一个高电平有效pll_locked信号以表明PLL被锁定到其输入参考时钟。

电压控制振荡器

ATX PLL中使用的是基于LC tank的电压控制振荡器(VCO)。电荷泵与环路滤波器的输出作为VCO的输入。VCO的输出频率取决于输入控制电压。输出频率根据电荷泵和环路滤波器的输出电压而进行调整。

L计数器

L计数器对ATX PLL生成的差分时钟分频。PLL的反馈路径中无L计数器。

M计数器

M计数器的输出与N计数器的输出频率相同。VCO频率由如下方程式算得:

VCO freq = 2 * M * 输入参考时钟/N

其他分频器在达到M计数器之前对VCO高速串行时钟输出(它达到M计数器之前)进行2分频。

M计数器支持的分频因子为整数频率综合模式下8到127的连续范围。

多个重配置Profile

ATX PLL IP Parameter Editor Dynamic Reconfiguration选项卡下,在Configuration Profiles部分, 可使能多个重配置profile。从而允许多个配置或ATX PLL IP的profile的参数创建,存储及分析设置。

ATX PLL IP GUI可以为给定配置生成配置文件(SystemVerilog,C header或MIF)。通过使能多个重配置的profile选项,ATX PLL IP Parameter Editor可同时为全部profile生成配置文件。此外,通过使能简化的重配置文件生成,IP Parameter Editor在经过内部比较所有profile的相应参数设置和识别各种不同后生成一个简化的配置文件。

嵌入式重配置流光器

此选项使能一个“一键式”流程以在多个配置或profile间进行重配置。需遵循的步骤如下:
  1. 多个重配置profile创建
    • 在ATX PLL IP GUI中,为每个使用多重profile功能的profile创建配置。
  2. 重配置报告文件
    • IP GUI生成的重配置报告文件包含全部已选profie的参数和寄存器设置。如果已选择简化的重配置文件项,IP参数编辑器将对比各profile间的设置并生成仅包含各种差别的简化报告文件。
  3. 在GUI中选择Enable embedded reconfiguration streamer logic以生成如下文件:
    • 执行streaming所必需的HDL文件。
    • 各profile的单个报告文件与一个具有全部profile配置数据SystemVerilog封装文件级联以用于配置ROM初始化。
  4. 生成ATX PLL IP并通过AVMM主端口控制重配置streamer。
  5. 如果通过配置PLL实现数据更改,就必须重新校准PLL。