Xilinx FPGA的GTx的参考时钟

本文主要介绍Xilinx FPGA的GTx的参考时钟。下面就从参考时钟的模式、参考时钟的选择等方面进行介绍。

参考时钟的模式

参考时钟可以配置为输入模式也可以是输出模式，但是在运行期间不能切换。作为输入时，用于驱动Quad 或者channel PLLs，作为输出时，可以来自于同一个Quad中的任意一个channel。7系列的GTx只能作为输入，而Ultra和Ultra+系列的还可以作为输出。

作为输入模式时，7系列和Ultra是通过50Ω连接到4/5MGTAVCC上，Ultra+是通过50Ω连接到MGTAVCC上。后端根据不同系列器件给到不同IBUFDS_GTE。

作为输出模式时，可以配置为从OBUFDS_GTE3/4或者OBUFDS_GTE3/4_ADV输出，UseOBUFDS_GTE3/4 when the RXRECCLKOUT is always derived from the same channel.如果提供RXRECCLKOUT的通道在运行时可以改变，则使用OBUFDS_GTE3/4_ADV。

参考时钟的选择

7系列FPGA中的GTP收发器提供不同的参考时钟输入选项。时钟选择和可用性与7系列GTX/GTH收发器略有不同之处在于，参考时钟路由是东西向而不是南北向。只能复用邻近的四分器的相同半部分（一个四分器分为两半部分）（参考时钟提供给PLL在一个给定的四也可以从相邻的四在同一个设备的一半来源。位于设备上半部分的Quad可以与位于上半部分的其他Quad共享其两个本地参考时钟。类似地，位于设备下半部的Quad可以与位于下半部的另一个Quad共享其两个参考时钟。）

7系列FPGA中的GTX/GTH收发器提供不同的参考时钟输入选项。时钟选择和可用性类似于Virtex-6 FPGA GTX/GTH收发器，但参考时钟选择架构同时支持基于LC槽（或QPLL）和环形振荡器（或CPLL）的PLL。可以复用邻近上下两个Quad （一个 Quad 的参考时钟（ Q （ n ））也可以通过 GTNORTHREFCLK 从下面的 QUAD （n-1））获得，或者从上面的 QuAD （ Q + 1 ）获得。第三次。用于支持堆叠硅互连的器件（SSI）技术，经由GTNORTHREFCLK和GT SOUT REF CLK端口的参考时钟共享被限制在其自己的超级逻辑区域（SLR）内。）

UltraScale设备中的GTH收发器提供不同的参考时钟输入选项。时钟选择和可用性类似于7系列FPGA GTX/GTH收发器，但参考时钟选择架构支持两个LC槽（或QPLL）和一个基于环形振荡器（或CPLL）的PLL。可以复用邻近的上下各两个Quad（Quad的参考时钟（Q（n）））也可以从下面最多两个Quad中获得(q(n-1)或q(n-2))通过GTSOUTHREFCLK通过GTNORTHREFCLK或从最多两个四次(Q(n+1)或Q(n+2))通过GTSOUTHREFCLK。

对于支持堆叠硅互连（SSI）技术的器件，通过GT NORT HRE FCLK和GTSOUTREFCLK端口共享的参考时钟被限制在其自己的超级逻辑区域（SLR）内。）

UltraScale设备中的GTY收发器提供不同的参考时钟输入选项。时钟选择和可用性是类似于7系列fpga gtx/gth收发器，但参考时钟选择架构支持两个液晶池（或qp ll）和一个环形振荡器（或cpll）基于锁相环，可以复用邻近的上下各两个四路。

对应的时钟源有如下区分：

GTP对应的每个GTP E2_公共在一个四通道有四个时钟输入可用：

两个本地参考锁引脚对，GTREFCLK0或GTREFCLK1

来自位于设备同一部分的另一个四角点的两个参考时钟针对

7系列的GTX/GTH对应的每个GTX/GTH收发器通道在四通道有六个时钟输入可用：

两个本地参考锁引脚对，GTREFCLK0或GTREFCLK1

两个参考时钟引脚对从四方以上，GTSOUTHREFCLK0或GTSOUTHREFCLK1

两个来自以下四角点的参考时钟针对，GTNORTHREFCLK 0或GTNORTHREFCLK 1

过度的和超+系列的GTx对应的四哈希时钟输入中的收发器信道：

两个本地参考锁引脚对，GTREFCLK0或GTREFCLK1

来自上述四角点的两个参考时钟针对，GTSOUTHREFCLK 0或GTSOUTHREFCLK 1

两个来自以下四角点的参考时钟针对，GTNORTHREFCLK 0或GTNORTHREFCLK 1

针对Ultra和Ultra+系列的参考时钟源不是10个的原因详见UG576和UG578。

QPLL/CPLL

QPLL的质量比CPLL好，最好使用QPLL。

REFCLK

REFCLK的电平标准为LVDS或者LVPECL，都必须有AC耦合电容，电容的作用如下：

阻断振荡器和GTY收发器四专用时钟输入引脚之间的直流电流（这也降低了两个部分的功耗）。

共模电压无关。

交流耦合电容器与片上终端形成高通滤波器，衰减参考时钟的漂移。

当输入电平为LVPECL时，需进行直流偏置，偏置电阻的值优先满足晶振的要求。

当输入电平为LVDS时，The nominal range is 250 mV–2000 mV and the nominal value is 1200mV.

当使用多个时钟引脚时，可以使用外部缓冲器从同一个振荡器中驱动它们。当同一个quad使用了不用的时钟输入引脚时，可以使用外部时钟buffer提供外同步时钟！

　　审核编辑：汤梓红