Intel Agilex® 7のクロッキングおよびPLLユーザーガイド: FシリーズおよびIシリーズ

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ID 683761
日付 4/10/2023
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. Intel Agilex® 7 FPGA FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLの概要 2. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのアーキテクチャーと機能 3. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのデザインの考慮事項 4. Clock Control Intel FPGA IPコア 5. IOPLL Intel FPGA IPコア 6. IOPLL Reconfig Intel FPGA IPコア 7. Intel Agilex 7のクロッキングおよびPLLユーザーガイド: FシリーズおよびIシリーズのアーカイブ 8. Intel Agilex® 7クロッキングおよびPLLユーザーガイドの文書改訂履歴
1. Intel Agilex® 7 FPGA FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLの概要 x
1.1. クロック・ネットワークの概要 1.2. PLLの概要
2. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのアーキテクチャーと機能 x
2.1. クロック・ネットワークのアーキテクチャーと機能 2.2. PLLのアーキテクチャーと機能
2.1. クロック・ネットワークのアーキテクチャーと機能 x
2.1.1. クロック・ネットワークのアーキテクチャー 2.1.2. クロックリソース 2.1.3. クロック・コントロール機能
2.1.1. クロック・ネットワークのアーキテクチャー x
2.1.1.1. クロック・ネットワークの階層 2.1.1.2. クロックセクター 2.1.1.3. プログラマブル・クロック・ルーティング
2.1.3. クロック・コントロール機能 x
2.1.3.1. クロック・ゲーティング 2.1.3.2. クロック分周器
2.1.3.1. クロック・ゲーティング x
2.1.3.1.1. ルート・クロック・ゲート 2.1.3.1.2. セクター・クロック・ゲート 2.1.3.1.3. I/O PLLクロックゲート 2.1.3.1.4. LABクロックゲート
2.2. PLLのアーキテクチャーと機能 x
2.2.1. PLLの機能 2.2.2. PLLの使用 2.2.3. PLLの位置 2.2.4. PLLのアーキテクチャー 2.2.5. PLLコントロール信号 2.2.6. PLLフィードバック・モード 2.2.7. クロックの逓倍と分周 2.2.8. プログラマブル・フェーズ・シフト 2.2.9. プログラマブル・デューティー・サイクル 2.2.10. PLLのカスケード 2.2.11. PLL入力クロック・スイッチオーバー 2.2.12. PLLリコンフィグレーションおよびダイナミック・フェーズ・シフト 2.2.13. PLLのキャリブレーション
2.2.5. PLLコントロール信号 x
2.2.5.1. リセット 2.2.5.2. ロック
2.2.6. PLLフィードバック・モード x
2.2.6.1. 直接補償モード 2.2.6.2. LVDS補償モード 2.2.6.3. ソース同期補償モード 2.2.6.4. 通常補償モード 2.2.6.5. ゼロ遅延バッファーモード 2.2.6.6. 外部フィードバック・モード
2.2.11. PLL入力クロック・スイッチオーバー x
2.2.11.1. 自動スイッチオーバー 2.2.11.2. 手動オーバーライドによる自動スイッチオーバー 2.2.11.3. 手動クロック・スイッチオーバー
2.2.13. PLLのキャリブレーション x
2.2.13.1. パワーアップ・キャリブレーション 2.2.13.2. ユーザー・キャリブレーション
3. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのデザインの考慮事項 x
3.1. ガイドライン: クロック・スイッチオーバー 3.2. ガイドライン: タイミング・クロージャー 3.3. ガイドライン: PLLのリセット 3.4. ガイドライン: コンフィグレーションの制約事項 3.5. ガイドライン: I/O PLLのリコンフィグレーション 3.6. クロックの制約 3.7. IPコアの制約 3.8. ガイドライン: LVDS SERDES Intel FPGA IPの tx_outclk ポートを使用したfOUT_EXT ≥ 300MHzの5% のデューティー・サイクルの達成
4. Clock Control Intel FPGA IPコア x
4.1. Clock Control Intel® FPGA IPのリリース情報 4.2. Clock Control IPコアのパラメーター 4.3. Clock Control IPコアのポートおよび信号
5. IOPLL Intel FPGA IPコア x
5.1. IOPLL Intel® FPGA IPのリリース情報 5.2. .mifファイルの生成 5.3. IP-XACTファイルの生成 5.4. IOPLL IPコアのパラメーター 5.5. IOPLL IPコアのポートおよび信号
5.2. .mifファイルの生成 x
5.2.1. 新しい.mifファイルの生成 5.2.2. 既存の.mifファイルへのコンフィグレーションの追加
5.3. IP-XACTファイルの生成 x
5.3.1. 新しいIP-XACTファイルの生成
5.4. IOPLL IPコアのパラメーター x
5.4.1. IOPLL IPコアのパラメーター: PLLタブ 5.4.2. IOPLL IPコアのパラメーター: Settingsタブ 5.4.3. IOPLL IPコアのパラメーター: Cascadingタブ 5.4.4. IOPLL IPコアのパラメーター: Dynamic Reconfigurationタブ 5.4.5. IOPLL IPコアのパラメーター: Advanced Parametersタブ
6. IOPLL Reconfig Intel FPGA IPコア x
6.1. IOPLL Reconfig Intel® FPGA IPのリリース情報 6.2. IOPLL Reconfig IPコアにおけるI/O PLLリコンフィグレーションの実装 6.3. IOPLL Reconfig IPコアのリコンフィグレーション・モード 6.4. IOPLL Reconfig IPコアの Avalon® Memory-Mappedインターフェイスのポート 6.5. アドレスバスおよびデータバスの設定 6.6. デザイン例
6.2. IOPLL Reconfig IPコアにおけるI/O PLLリコンフィグレーションの実装 x
6.2.1. IOPLL IPコアとIOPLL Reconfig IPコア間の接続 6.2.2. IOPLL IPコアとIOPLL Reconfig IPコアの接続
6.3. IOPLL Reconfig IPコアのリコンフィグレーション・モード x
6.3.1. .mifストリーミング・リコンフィグレーション 6.3.2. アドバンスト・モードのリコンフィグレーション 6.3.3. クロック・ゲーティング・リコンフィグレーション 6.3.4. ダイナミック・フェーズ・シフト・リコンフィグレーション
6.3.1. .mifストリーミング・リコンフィグレーション x
6.3.1.1. .mifを使用した再キャリブレーション
6.3.2. アドバンスト・モードのリコンフィグレーション x
6.3.2.1. アドバンスト・モードを使用した再キャリブレーション
6.5. アドレスバスおよびデータバスの設定 x
6.5.1. アドバンスト・モードのリコンフィグレーション用のアドレスバスとデータバスの設定 6.5.2. クロック・ゲーティング・リコンフィグレーション用の出力クロックおよび対応データビットの設定 6.5.3. IOPLL Reconfig IPコアのダイナミック・フェーズ・シフトのデータバスの設定
6.5.1. アドバンスト・モードのリコンフィグレーション用のアドレスバスとデータバスの設定 x
6.5.1.1. 帯域幅制御とチャージポンプ用のデータバスの設定 6.5.1.2. リップルキャップ用のデータバスの設定
6.6. デザイン例 x
6.6.1. リコンフィグレーション・オプション: IOPLL Reconfig IPコアを使用した.mifストリーミング・リコンフィグレーション 6.6.2. リコンフィグレーション・オプション: IOPLL Reconfig IPコアを使用したアドバンスト・モードのリコンフィグレーションおよび再キャリブレーション 6.6.3. リコンフィグレーション・オプション: IOPLL Reconfig IPコアを使用したクロック・ゲーティング・リコンフィグレーション
1. Intel Agilex® 7 FPGA FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLの概要
2. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのアーキテクチャーと機能
3. FシリーズおよびIシリーズのクロッキングおよびPLLのデザインの考慮事項
4. Clock Control Intel FPGA IPコア
5. IOPLL Intel FPGA IPコア
6. IOPLL Reconfig Intel FPGA IPコア
7. Intel Agilex 7のクロッキングおよびPLLユーザーガイド: FシリーズおよびIシリーズのアーカイブ
8. Intel Agilex® 7クロッキングおよびPLLユーザーガイドの文書改訂履歴

2.1.1.3. プログラマブル・クロック・ルーティング

インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでは、クロック・スイッチ・マルチプレクサ、クロック・タップ・マルチプレクサ、SCLKマルチプレクサ、およびロウ・クロック・マルチプレクサを自動設定して、スキューバランスの取れたクロックツリーを生成します。その結果得られたルーティング・パスによって、クロックソースからの信号が、1つ以上のクロックセクター内のすべてのターゲット・デスティネーションに分配されます。

インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでは、次の図に示すように、1つのクロックセクターからデバイス全体に至るまで、さまざまなサイズのバランスのとれたクロックツリーを効率的に作成します。 インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでは、デフォルトで、クロックツリーのサイズと位置を自動で設定します。また、クロック領域の割り当てまたはロジック領域を使用して、クロックツリーのサイズと位置を直接制限することもできます。

クロック・ネットワークの合計挿入遅延は、クロックツリーの実装に必要なクロックリソースの数に依存し、信号ソースから最も遠いクロック・デスティネーションの距離に応じて増加します。遅延が増加すると、異なるクロックツリーのブランチを使用してクロック・ネットワークを交差させた場合の最悪のケースのスキューが増大し、最大パフォーマンスが低下する可能性があります。非常に高速なクロック信号の場合、次のガイドラインに従うことが得策です。

  • 駆動するクロック・ネットワークの数を減らすことで、クロックスキューを削減することができます。
  • クロックソースと最も遠いデスティネーションの間の距離を短くすることで、クロックスキューと合計クロック挿入遅延の両方を削減することができます。
図 4.  FシリーズおよびIシリーズ・デバイスのプログラマブル・クロック・ルーティングを使用したクロック・ネットワークのサイズの例
レベル 2 の表題