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利用高级Cyclone III FPGA PLL,提高灵活性,增加集成度-技术白皮书

 

通过AlteraQuartus II设计软件很容易充分发挥Cyclone III PLL的优势。使用软件直观的MegaWizard®插件来配置PLL,设计人员只要输入所需的输入和输出频率以及相位关系,软件会自动生成满足设计要求的PLL4PLL MegaWizard配置过程的截屏显示。可以在这一界面下控制PLL的所有特性,包括设置所需的输入时钟频率、补偿模式、乘除因子,以及每一输出时钟的相移和占空比。根据设计需要设置好PLL后,设计人员单击“Finish”,在设计中例化PLL,编译,对器件进行编程。

 

4. PLL MegaWizard插件

LCD设计实例

5所示为采用改进Cyclone III PLL的典型应用实例。系统驱动一个LCD显示器,将时序控制器、视频处理和存储器控制器等功能集成在一片Cyclone III FPGA中。

 

5. LCD显示器设计实例

这一例子利用了Cyclone III PLL的多种特性。首先是能够驱动多个时钟。这一应用有FPGA必须产生的多个时钟域。它必须从视频源获得时钟频率,为存储器接口和FPGA内部逻辑生成时钟,以及LCD显示器需要的多路时钟。取决于LCD的大小和分辨率,面板可能需要多路时钟驱动。使用大量输出和多个PLL可以生成内部和外部需要的所有时钟。

 

第二个特性是重新配置能力。在很多情况下,并不知道时钟速率。视频源可能会有不同的格式和不同的时钟频率,不同的面板也有不同的LCD刷新率和分辨率,并且会随时改变。宽频PLL支持采用多种不同的源,随时对频率进行切换和重新调整。在其他FPGA体系结构中,需要对整个FPGA进行重新配置,以产生合适的时钟,但是这种重新配置非常耗时,而且需要特殊的设计考虑。Cyclone III PLL重新配置特性保证了这一切能够顺利进行,从而缩短了停机时间。

 

这一设计还利用了动态相移功能。视频处理的数据量很大,用户可能需要在片外存储大量的数据。利用器件中的第二个PLL以及Altera的自动校准PHY IPFPGA能够针对PVT进行调整,在最佳数据窗口采样,简化了与DDRDDR2存储器的接口。

 

Cyclone III器件的逻辑容量,结合PLL技术的进步以及大量的PLL,整个系统可以集成在一片Cyclone III FPGA中,从而大大降低了成本。

 

总结

Cyclone III中的其他特性一样,PLL性能大幅度提高,设计人员在一片FPGA能够比以前实现更多的功能。PLLFPGA架构相结合提高了集成度,从而降低了成本。定制实现PLL多路输出使设计人员有更多的选择进行设计,更加灵活。而且,由于Altera非常重视FPGA的软件设计,因此,设计人员能够在系统中轻松地配置PLL

 

详细信息

■ 使用免费的Quartus II网络版软件设计Cyclone III器件:

www.altera.com/support/software/download/sof-download_center.html

 

致谢

■Jim Foroudian,组件应用工程经理,Altera公司。

■Stephen Lim,低成本产品营销经理,Altera公司。

 


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