【红色飓风Nano二代测评】Xilinx DCM PLL输出时钟的ODD2法则

发表于 2014/5/7 18:03:20 阅读（8514）

Xilinx DCM PLL输出时钟的ODD2法则

—CrazyBingo

—20140507

一个具有MCB接口的Spartan，不搞图像，怎么能够承受。。。。

一个准备做FPGA视频图像算法的CB，不搞摄像头，不要VGA显示怎么承受的了呢。。。由于Nano2没有VGA接口，蛋疼的很，幸亏当年做过一个RGB565的VGA模块。。。。不知道可不可以拿来直接用。。。。

我擦，。。Nano2的接口竟然跟Terasic的接口一模一样。。。这个很有爱。。不过我的VGA口。。如下所示：

于是死磕。。NND VGA_CLK与VGA_nBlank用2根跳线，搞定。。。蛋疼了弄错了路次。。用疯抢吹了3次。。最后终于焊接好了，如下：

最后连接的图，如下所示，呵呵开工：

话说玩了5年VGA，写过无数VGA开发的博客。。。这方面简直都没啥特别的感觉了，所以就不多说了。。直接移植VGA驱动电路。。PLL为25MHz时钟输出。。开开心心的点编译，结果崩溃了，。。。。

由于ADV7123需要一个DCLK时钟，而这里DCLK直接由PLL输出，因此原先本人这样描述，在Altera FPGA中完全没有问题：

assign lcd_dclk = ~clk;

但是崩溃的是，在Xilinx的FPGA中，这样行不通，错误警告如下图所示：

意思就是说从PLL的Buffer输出的时钟，不能直接输出到外部。。由于VGA的lcd_dclk是直接输出到外部的。。。。。而引脚直接输出PLL输出的时钟，并不是Spartan-6的推荐设计，由于全局布线的局限，这将会过多的延迟，抖动，甚至无法布线的情况。推荐只用一个BUFG源来驱动时钟。如果你想推荐这个推荐，你得使用CLOCK_DEDICATED_ROUTE约束来将警告将至，持续设计。

一般不推荐直接从PLL输出时钟到PIN。但必须这样做，也有解决方案，只有将PLL输出时钟定义为非全局时钟，或者通过ODDR2方式输出。但如果该时钟必须为全局时钟，那只能通过PLL→BUFG→ODDR2→OBUF的模式。且不管这种方式的优劣，先解决问题。

与ODDR2类似的是IDDR2，前者将差分转成单端，后者将单端转成差分。ODDR2的接口，如下所示：

其中C0、C1为输入的，相位差为180度的信号，D0、D1为输入的2个数据。。CE为时钟使能，R/S为模式，。。Q为最终的输出。模式的配置如下所示：

这里，我们采用默认的模式，此时的波形图如下所示：

这里我们将D0输入1，D1输入0。由于在C0上升沿读取D0为1，在C1上升沿读取D1为0，因此输出将于C0同步的一个时钟。。例化的ODDR2原语，如下所示：

//-----------------------------------
//Output the clock via ODDR2
//LCELL    LCELL(.in(clk),.out(lcd_dclk));
assign       lcd_dclk = ~clk;
ODDR2    
#(
         .DDR_ALIGNMENT ("NONE"),
         .INIT                            (1'b0),
         .SRTYPE                      ("SYNC")
)
u_ODDR2
(
         .C0                    (clk),
         .C1                    (~clk),
         .Q                     (lcd_dclk),
         .CE                    (1'b1),
         .D0                    (1'b1),
         .D1                    (1'b0),
         .R                     (1'b0),
         .S                      (1'b0)

);

这样，就是先了lcd_dclk时钟的输出，实质上它将与clk，即C0输入一样。当然由于DFF不可避免的几ns延时，这个是木有办法的。。。。但至少，再次编译后OK了，Nano2 VGA驱动搞定，甚至移植到1280*1024，很happy的搞定了哈哈，给出640*480 与1280*1024的驱动，如下所示：

再回去看下RTL图，如下：

这里system_ctrl_pll为全局时钟控制模块、lcd_display为VGA显示模块、lcd_driver为VGA驱动模块，而lcd_water_display仅仅是LED的测试模块！ISEd RTL图看来来，视觉体验跟Quartus II的完全不一样呵呵。。还没习惯，但至少还挺爽的呵呵。。加油。、。