クロック バッファーおよび配線

Versal アダプティブ SoC クロッキング リソース アーキテクチャ マニュアル (AM003)

Document ID
AM003
Release Date
2023-05-16
Revision
v1.5 日本語

各 XPIO I/O バンクには、ユーザー クロックをデバイスのクロック管理/配線リソースに取り込むグローバル クロック (GC) 入力ピンが 4 本あります。各 HDIO バンクには 2 本の GC ピンが含まれます。GC 入力は、ユーザー クロックを次のリソースに取り込みます。

  • 同じバンク (XPHY) および隣接するバンクにある XPLL。
  • XPIO バンク (XPHY) の隣にある MMCM および DPLL。
  • MMCM/DPLL と同じ場所にある 24 個の BUFGCE、8 個の BUFGCTRL、4 個の BUFGCE_DIV のいずれか。
  • 各 HDIO バンクの 2 本の GC ピンは、隣接する DPLL および 4 個のクロック バッファー (BUFGCE のみ) を駆動できます。

各デバイスには、BUFGCTRL、BUFGCE、BUFGCE_DIV の 3 つの汎用グローバル クロック バッファーがあります。また、水平方向の分配トラックからデバイス内の各種ブロックへリーフ クロックを駆動するためのローカル クロック バッファーとして BUFDIV_LEAF も用意されています。BUFDIV_LEAF は物理バッファーであり、ユーザーはインスタンシエートできません。BUFGCTRL から派生したソフトウェア表現として、BUFGMUX、BUFGMUX1、BUFGMUX_CTRL、BUFGCE_1 があります。BUFGCE はクロック ゲーティングを改善するためのもので、その派生ソフトウェア表現として BUFG (BUFGCE のクロック イネーブルを High に接続したもの) があります。これらのグローバル クロック バッファーは、HCS ロウを介してデバイス ロジックへの配線/分配トラックを駆動します。各 HCS ロウには配線トラックと分配トラックがそれぞれ 12 本あります。上部と下部のクロック ロウには配線トラックと分配トラックがそれぞれ 24 本あります。また、PS から水平および垂直方向の配線トラックを駆動する BUFG_PS、および GT クロッキング用の分周クロックを生成する BUFG_GT もあります。クロック バッファーには次の特長があります。

  • クロック イネーブル回路として使用し、グローバル、ローカル、または CR 内でクロックの有効/無効を切り替え、消費電力を細かく制御できます。
  • 次の目的でグリッチのないマルチプレクサーとして使用できます。
    • 2 つのクロック ソース間の選択
    • 問題のあったクロック ソースからの切り替え
  • 次の目的で MMCM/XPLL/DPLL によって駆動されます。
    • クロック分配遅延の削除
    • 別のクロックに対する遅延の調整

グローバル クロック、I/O、GT クロッキングの詳細は、Versal アーキテクチャ クロッキング リソース を参照してください。アプリケーションに応じて使用すべきクロック配線リソースについても解説します。

Versal デバイスには、BUFG と類似する一方、複数のクロック出力を持つマルチクロック バッファー (MBUFG) という新しいグループがあります。マルチクロック バッファー を参照してください。