DCM簡(jiǎn)介及其使用方法

DCM主要功能
1. 分頻倍頻：DCM可以將輸入時(shí)鐘進(jìn)行multiply或者divide，從而得到新的輸出時(shí)鐘。
2. 去skew：DCM還可以消除clock的skew，所謂skew就是由于傳輸引起的同一時(shí)鐘到達(dá)不同地點(diǎn)的延遲差。
3. 相移：DCM還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入時(shí)鐘的相移輸出，這個(gè)相移一般是時(shí)鐘周期的一個(gè)分?jǐn)?shù)。
4. 全局時(shí)鐘：DCM和FPGA內(nèi)部的全局時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合，因此性能優(yōu)異。
5. 電平轉(zhuǎn)換：通過(guò)DCM，可以輸出不同電平標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘。

DCM的特點(diǎn)與能力（Spartan-3系列為例）

• 數(shù)量：4 DCM / FPGA（也有例外）
  -- 應(yīng)該夠用了
• 數(shù)字頻率綜合器輸入（CLKIN）：1-280MHz
• 延遲鎖相環(huán)輸入（CLKIN）：18-280MHz
• 時(shí)鐘輸入源（CLKIN）：
  Global buffer input pad
  Global buffer output
  General-purpose I/O (no deskew)
  Internal logic (no deskew)
  -- 上面最后兩個(gè)分別是外部的普通IO口和內(nèi)部的邏輯，沒(méi)有deskew，所以時(shí)鐘質(zhì)量不會(huì)很好。
• 頻率綜合器輸出（CLKFX、CLKFX180）：是CLKIN的M/D倍，其中
  M=2..32
  D=1..32
  -- 這樣看來(lái)最大能倍頻32倍，最小能16分頻。
• 時(shí)鐘dividor輸出（CLKDV）：是CLKIN的下列分頻
  1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, or 16
  -- 發(fā)現(xiàn)沒(méi)有，最大的分頻也是16。不過(guò)能支持半分頻，比用頻率綜合器方便。
• 倍頻輸出（CLK2X、CLK2X180）：CLKIN的2倍頻
• 時(shí)鐘conditioning、占空比調(diào)整：這個(gè)對(duì)所有時(shí)鐘輸出都施加，占空比為50%。
• 1/4周期相移輸出（CLK0/90/180/270）：是CLKIN的1/4周期相移輸出。
• 半周期相移輸出(CLK0/180、CLK2X/180、CLKFX/180)：相差為180度的成對(duì)時(shí)鐘輸出。
• 相移精度：最高精度為時(shí)鐘周期的1/256。
• 時(shí)鐘輸出：9個(gè)
  到全局時(shí)鐘網(wǎng)的時(shí)鐘輸出：最多9個(gè)中的4個(gè)
  到General purpose互聯(lián)：最多9個(gè)
  到輸出腳：最多9個(gè)
  -- 可見(jiàn)9個(gè)時(shí)鐘輸出可以隨意鏈接內(nèi)部信號(hào)或者外部輸出，但是進(jìn)入全局時(shí)鐘網(wǎng)的路徑最多只有4個(gè)。

DCM的位置在哪？
我們以Spartan3系列為例。
FPGA看上去就是一個(gè)四方形。最邊緣是IO pad了。
除去IO pad，內(nèi)部還是一個(gè)四方形。
四個(gè)角上各趴著一個(gè)DCM。
上邊緣和下邊緣中間則各趴著一個(gè)全局Buffer的MUX。
這樣的好處是四個(gè)DCM的輸出可以直接連接到全局Buffer的入口。
下面是手繪簡(jiǎn)圖，很丑是吧，呵呵。

DCM是全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)可選的一部分
一般，時(shí)鐘通過(guò)一個(gè)“全局輸入buffer”和“全局時(shí)鐘buffer” 進(jìn)入全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)。如下所示
GCLK --->（ IBUFG ---> BUFG） ---> low skew global clock network
在需要的時(shí)候，DCM也成為全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的一環(huán)。