Xilinx 7系列 clock IP核的使用（三）_clock wizard ip核

本文仍然介绍Clocking Wizard的配置项，这些配置项不再包括输入时钟和输出时钟的具体信息，主要介绍其他时钟管理特性，如参数覆盖、扩频（Spread Spectrum）和抖动优化（Jitter Optimization）等。

1 原始参数覆盖

器件和组件的某些特定参数覆盖会在MMCM Settings中显示出来。

1.1 覆盖计算参数

Clocking Wizard会为时钟组件的参数选择最优设置。可以根据自己的需求覆盖掉上述任何计算出的参数。如果选择了Allow Override Mode，原始参数会被覆盖掉，将使用新计算出的值作为参数。

在时钟设计过程中，原始参数覆盖是一个强大的功能，它允许用户根据具体的应用需求、硬件限制或优化目标来手动调整参数。虽然Clocking Wizard通常会提供合理的默认设置，但在某些情况下，可能需要手动调整以达到最佳性能或满足特定的时序要求。

当允许覆盖模式时，用户需要谨慎操作，确保所覆盖的参数值是合理的，并且不会导致时序违规或其他设计问题。此外，更改原始参数可能会影响功耗、性能和稳定性，因此需要进行全面的测试以确保设计的正确性。

上图中列出的参数与原始的物理时钟相关，而不是源代码中创建的逻辑时钟。例如，要修改为最高优先级CLK_OUT1计算出的设置，实际上需要修改MMCM或PLL的CLKOUT0参数，而不是CLKOUT1参数。

1.2 MMCM 计数器级联

CLKOUT6 分频器（计数器）可以与 CLKOUT4 分频器级联。这提供了大于 128 的输出分频能力。CLKOUT6 计数器将信号输送到 CLKOUT4 分频器的输入端。级联分频器的输出与其他所有输出分频器之间存在静态相位偏移。

只有在选择了Allow Override Mode的情况下，才能使用计数器级联功能，即CLKOUT4_CASCADE选项才能被选择。

只有在选择了Allow Override Mode的情况下，才能选择 STARTUP_WAIT 选项，该选项与 Configuration CLK_Cycle 选项配合使用，以等待时钟管理器锁定后再完成启动序列。

CLKFBOUT_USE_FINE_PS 是 CLKFBOUT 计数器的一个变种，它启用了 CLKFBOUT 的精细相位偏移。选择动态相位偏移选项来使用 CLKFBOUT 的精细相位偏移。

2 端口重命名（Port Renaming）

端口重命名的信息会被整合到生成的源代码和XDC文件中，以帮助用户或开发者更好地理解和使用这些时钟。

3 Summary(摘要）

摘要选项页提供了Clocking Wizard输出时钟与组件输出时钟之间连接的信息。下图中下面的表中的“Source”列指定了组件的输出引脚。它说明时钟是直接由组件生成的还是使用BUFGCE_DIV派生出来的。

3.1 输入时钟摘要

在集成开发环境（IDE）的第一个选项卡中输入的信息会显示为输入时钟的摘要。包括输入时钟频率、时钟源和抖动。

3.2 输出时钟摘要

显示输出时钟的派生时序信息。如果所选的组件具有振荡器，则会提供压控振荡器（VCO）的频率作为参考。如果启用了secondary输入时钟，则可以选择这个时钟用于计算派生值。当启用扩频（Spread Spectrum）时，会提供实际的调制频率作为参考。Tspread 是实际的扩频值，如“配置输出时钟”中所计算的那样。

4 Clock Monitor（时钟监控）

如果在Clocking Options选项中选择了Enable Clock Monitoring，在Clocking Wizard中就会出现Clock Monitor选项页。

时钟监控功能是Clocking Wizard IP核的一部分，用于监控给定系统中的时钟，以检测时钟丢失或超出范围错误。在Zynq或Zynq UltraScale设备中，被监控的时钟可以是处理系统（PS）时钟或可编程逻辑（PL）时钟。在FPGA中，被监控的时钟可以是任意时钟，被监控的信息包括：

• Clock Stop（时钟停止）：时钟信号呈平坦线，无变化。

• Clock Glitch（时钟抖动）：时钟的占空比发生变化。

• Overrun（超频）：时钟的跳变次数高于预期。

• Underrun（欠频）：时钟的跳变次数低于预期。

注意：超频和欠频统称为超出范围错误。

该IP提供了可扩展逻辑，用于监控四个时钟。

• Reference Clock Frequency（参考时钟频率）：参考时钟频率决定了要监控的时钟的频率。

• Channel Clock Frequency（通道时钟频率）：根据参考时钟的值选择要监控的时钟的频率。

• Tolerance（容差）：根据编程设置监控时钟所需的精度。

注意：仅接受容差的整数值。

• Enable_PLL/MMCM (0-1)：启用此选项将监控输入到MMCM/PLL的时钟。

注意：如果在IDE中启用了Enable_PLL/MMCM选项，请确保主/辅时钟频率不超过300 MHz。用户无法请求超过300 MHz的用户时钟频率（USER_CLK_FREQ_0/1/2/3）。

5 输出时钟的抖动（Jitter）和相位误差（Phase Error）

对于时钟的周期和抖动，至少需要设置一个时钟约束。以下命令表示在主要时钟端口上设置峰峰值抖动为±100ps时，该时钟通过输入端口clk_in1传播。

create_clock -period 10.0 [get_ports clk_in1]  
set_input_jitter [get_clocks -of_objects [get_ports clk_in1]] 0.1
1
2

在Clocking Wizard中，还可以通过查询任何输出时钟抖动和相位误差。这些参数对于评估时钟源的稳定性和性能至关重要。
例如，有一个名为clk_wiz_0的组件，如果想要获取clk_out1的抖动和相位误差，可以在Tcl Console中输入以下命令：

get_property CONFIG.CLKOUT1_JITTER [get_ips clk_wiz_0] 
get_property CONFIG.CLKOUT1_PHASE_ERROR [get_ips clk_wiz_0]
1
2

注意：get_ips clk_wiz_0：用于获取名为clk_wiz_0的IP实例。