AN 661: 使用Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核实现小数分频PLL重配置

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ID 683640
日期 10/14/2019
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1. 使用Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核实现小数分频PLL重配置
1. 使用Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核实现小数分频PLL重配置 x
1.1. 28-nm器件中的小数分频PLL重配置 1.2. Intel® Quartus® Prime软件中的小数分频PLL动态相移 1.3. 设计考量 1.4. 使用设计实例 1.5. 教程演练 1.6. AN 661: 使用Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核实现小数分频PLL重配置文档修订历史
1.1. 28-nm器件中的小数分频PLL重配置 x
1.1.1. 使用 Intel® Quartus® Prime软件在28-nm器件上实现小数分频PLL重配置
1.1.1. 使用 Intel® Quartus® Prime软件在28-nm器件上实现小数分频PLL重配置 x
1.1.1.1. Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核之间的连接性 1.1.1.2. 连接Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核 1.1.1.3. Altera PLL Reconfig IP内核中的Avalon-MM信号 1.1.1.4. 寄存器和计数器设置 1.1.1.5. 使用Avalon-MM接口重配置小数分频PLL设置 1.1.1.6. .mif流重配置
1.1.1.4. 寄存器和计数器设置 x
1.1.1.4.1. 小数分频PLL动态重配置寄存器和设置 1.1.1.4.2. 读操作期间的计数器地址和位设置 1.1.1.4.3. 动态相移计数器和cnt_select (Dynamic_Phase_Shift[20:16])位设置
1.1.1.5. 使用Avalon-MM接口重配置小数分频PLL设置 x
1.1.1.5.1. 使用Avalon-MM接口的动态重配置的波形实例
1.1.1.6. .mif流重配置 x
1.1.1.6.1. 将 Intel® Quartus® Prime软件生成的两个.mif文件连接在一起 1.1.1.6.2. 使用Altera PLL Reconfig IP内核的.mif流重配置 1.1.1.6.3. .mif文件格式 1.1.1.6.4. .Mif流重配置操作码
1.2. Intel® Quartus® Prime软件中的小数分频PLL动态相移 x
1.2.1. 使用Altera PLL IP内核执行动态相移 1.2.2. 使用Altera PLL Reconfig IP内核执行动态相移
1.2.1. 使用Altera PLL IP内核执行动态相移 x
1.2.1.1. 使用Altera PLL IP内核的动态相移的波形实例 1.2.1.2. Altera PLL IP内核中的动态相移信号 1.2.1.3. 逻辑计数器位设置
1.2.2. 使用Altera PLL Reconfig IP内核执行动态相移 x
1.2.2.1. 使用Altera PLL Reconfig IP内核的动态相移的波形实例
1.4. 使用设计实例 x
1.4.1. 软件要求 1.4.2. 设计实例1：使用Altera PLL Reconfig IP内核的PLL重配置对M、N和C计数器进行重配置 1.4.3. 设计实例2：使用Altera PLL Reconfig IP内核的PLL重配置来执行动态相移 1.4.4. 设计实例3：使用Qsys设计流程的Altera PLL Reconfig IP内核的PLL重配置 1.4.5. 设计实例4：使用Altera PLL IP内核的动态相移 1.4.6. 设计实例5：.mif流重配置
1.4.4. 设计实例3：使用Qsys设计流程的Altera PLL Reconfig IP内核的PLL重配置 x
1.4.4.1. Qsys系统和组件 1.4.4.2. Qsys的主要菜单命令 1.4.4.3. Qsys的子菜单命令
1.5. 教程演练 x
1.5.1. 创建一个新的 Intel® Quartus® Prime工程 1.5.2. 创建Qsys系统 1.5.3. 创建顶层设计文件 1.5.4. 结合Nios II SBT for Eclipse 1.5.5. 在硬件上验证设计
1.5.4. 结合Nios II SBT for Eclipse x
1.5.4.1. 添加测试码(Test Code)到Nios II SBT for Eclipse 1.5.4.2. 建立Nios II Project Settings
1.5.5. 在硬件上验证设计 x
1.5.5.1. 编译工程 1.5.5.2. 下载目标文件(Object File) 1.5.5.3. 使用Nios II SBT for Eclipse验证软件
1. 使用Altera PLL和Altera PLL Reconfig IP内核实现小数分频PLL重配置

1.1.1.4.1. 小数分频PLL动态重配置寄存器和设置

表 2.  小数分频PLL动态重配置寄存器和设置
寄存器名称 寄存器大小 地址(二进制) 计数器位设置 读/写
Mode Register 1 000000
  • 对waitrequest模式写入0
  • 对轮询模式写入1
读/写
Status Register 1 000001
  • 0 = 繁忙(busy)
  • 1 = 准备(ready)
读取
Start Register 1 000010 写入0或1以开始小数分频PLL重配置或动态相移 写入
N Counter 18 000011
  • N_counter[7:0] = low_count
  • N_counter[15:8] = high_count
  • Total_div = high_count + low_count
  • N_counter[16] = 旁路使能(bypass enable) 1
    • N_counter[16] = 0, fREF = fIN/Total_div
    • N_counter[16] = 1, fREF = fIN (N计数器被旁路)
  • N_counter[17] = 奇数分频(odd division) 1
    • N_counter[17] = 0，偶数分频(even division)、占空比 = high_count/Total_div
    • N_counter[17] = 1，奇数分频(odd division)、占空比 = (high_count – 0.5)/Total_div
读/写
M Counter 18 000100
  • M_counter[7:0] = low_count
  • M_counter[15:8] = high_count
  • Total_div = high_count + low_count
  • M_counter[16] = 旁路使能(bypass enable) 1
    • M_counter[16] = 0, fFB = fVCO/Total_div
    • M_counter[16] = 1, fFB = fVCO (M计数器被旁路)
  • M_counter[17] = 奇数分频(odd division) 1
    • M_counter[17] = 0，偶数分频(even division)、占空比 = high_count/Total_div
    • M_counter[17] = 1，奇数分频(odd division)、占空比 = (high_count – 0.5)/Total_div
读/写
C Counter 23 000101
  • C_counter[7:0] = low_count
  • C_counter[15:8] = high_count
  • Total_div = high_count + low_count
  • C_counter[16] = 旁路使能(bypass enable) 1
    • C_counter[16] = 0, fOUT = fVCO/Total_div
    • C_counter[16] = 1, fOUT = fVCO (C计数器被旁路)
  • C_counter[17] = 奇数分频(odd division) 1
    • C_counter[17] = 0，偶数分频(even division)、占空比 = high_count/Total_div
    • C_counter[17] = 1，奇数分频(odd division)、占空比 = (high_count – 0.5)/Total_div
  • C_counter[22:18]一个5位二进制数，从00000到10001 (0–17)的范围来选择要更改的C计数器。例如：如果要更改C2，就将C_counter[22:18]设置为00010。
读/写2
Dynamic_Phase_Shift 22 000110
  • Dynamic_Phase_Shift[15:0] = 移位数
    • 移位数 = 想要移位输出时钟的次数。每次执行移位，实际的移位数为1/8的VCO周期。例如：如果VCO运行在1.6 GHz，那么每个相移等于78.125 ps。
  • Dynamic_Phase_Shift[20:16] = cnt_select.
    • cnt_select是一个5位值，指定要移位的计数器。有关cnt_select映射的更多信息，请参考动态相移计数器和cnt_select (Dynamic_Phase_Shift[20:16])位设置表。
  • Dynamic_Phase_Shift[21] = up_dn
    • up_dn = 移位的方向。
    • up_dn = 1 (正相移)。
    • up_dn = 0 (负相移)。
写入
M Counter Fractional Value (K) 32 000111 M计数器(DSM)的小数部分。实际的小数值为：
  • MFRAC=K[(X-1):0]/2 X (X = 8、16、24或32) 3
  • M计数器最终值 = M计数器的Total_div + MFRAC
写入
Bandwidth Setting 4 001000 有关带宽设置的信息，请参考PLL重配置计算器。 读/写
Charge Pump Setting 3 001001 有关电荷泵设置的信息，请参考PLL重配置计算器。 读/写
VCO Post Divide Counter Setting 4 1 011100 使能或禁用VCO的/2分频器，保持VCO频率在操作范围内。
  • 0: VCO DIV = 1
  • 1: VCO DIV = 1
读/写
.mif Base Address 9 011111 在存储初始化文件(.mif)中开始PLL设置档的基地址。 写入
相关信息
1 M、N和C计数器的旁路使能位、偶数分频位和奇数分频位仅支持写入操作。
2 对于C计数器读操作，使用读操作期间计数器地址和位设置表中所选计数器的地址。
3 K计数器重配置仅在重配置之前在小数分频模式中配置PLL时才有效。为了实现最佳性能，将MFRAC值设置在0.05和0.95之间。X = 小数进位，由Altera PLL参数编辑器确定。X的默认值为24，并且在PLL重配置期间无法进行重配置。
4 Intel® Quartus® Prime软件报告的VCO频率考虑到VCO后缩放计数器 K值。因此，如果计数器K的值为2，那么报告的频率能够低于fVCO规范。
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