【工程源码】使PLL内部时钟通过专用引脚输出

小梅哥

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在设计中，经常遇到需要将PLL的输出时钟通过FPGA的管脚输出到外部供外部器件使用，例如SDRAM的同步时钟脚，千兆以太网的GTXCLK时钟。在大多数的情况下，我们随便选择一个脚将该时钟引出，不会有任何问题，但是，在全编译的时候，会报一个15064的警告，例如在千兆以太网系统中，输出到千兆PHY的GMII接口发送时钟的PLL1的C0就会报出如下警告.(看不清可以点击图片，查看高清大图哦)

Warning (15064): PLL "pll:pll|altpll:altpll_component|pll_altpll:auto_generated|pll1" output port clk[0] feeds output pin "GMII_GTXC~output" via non-dedicated routing -- jitter performance depends on switching rate of other design elements. Use PLL dedicated clock outputs to ensure jitter performance

先给这句话翻译一下吧：
        警告（15064）： "pll:pll|altpll:altpll_component|pll_altpll:auto_generated|pll1" （这是一个PLL的名字）的输出端口clk[0] 驱动"GMII_GTXC~output"脚是通过非非专用的布线路径，其抖动程度（时钟抖动概念可以某度）取决于其他设计单元的翻转速度，使用专用的PLL时钟输出脚来保证抖动的程度（尽量小）

        那么好，现在的问题来了，怎样知道哪个引脚才是哪个PLL的对应的专用输出IO呢？挺简单的。

        在Quartus II软件中引脚分配时候的时候，找以L标识的引脚，然后把鼠标光标移到该引脚上，就会弹出该引脚信息，在弹出的信息框中，就会标明该引脚是属于哪个PLL的CLKOUTn或者CLKOUTp，如例如，在EP4CE30中，AA3脚就是标识为L的脚，其引脚信息显示，其为PLL1的CLKOUTp管脚（PLL1_CLKOUTp），同样的，AB3引脚的标识符也为L，如果把光标移动到AB3引脚上，可以看到该引脚信息为（PLL1_CLKOUTn）。如果是使用单端时钟输出，那么就应该将PLL的这个输出分配到CLKOUTp引脚上。如果是差分时钟输出，那么就应该将PLL的时钟以差分模式分别分配到CLKOUTp和CLKOUTn上。

 

例如上述千兆网例子中，将GMII_GTXC信号分配到AA3管脚后，报错信息就消失了。（当然，由于硬件板卡上以太网PHY芯片的GMII_GTX中信号并没有连接到该引脚，这样改，警告是没了，但是功能怕也是没咯）。要两者都能保证，只能改硬件板卡了耶。不过根据Intel官网上一些工程师的说法，这个警告其实一般可以不用太在意。

        还有一个纠结的事情就是，一个PLL虽然最多可以产生5路输出，但是每个PLL却只对应有一个专用时钟输出管脚，意思也就是，如果你用一个PLL产生多个输出，还都需要通过IO输出到外部器件，那么总会只有一时钟能享受该专用输出脚，其他的几个时钟信号还是只能走通用IO。

上述所述的情况其实非常的常见，典型的如图像采集显示系统—— CMOS摄像头采集图像存储到SDRAM中，然后再由VGA接口输出。
        该系统中，需要使用PLL产生3个时钟输出到外部器件，一个CMOS_XCLK用以给CMOS摄像头提供基本参考时钟，一个SDRAM_CLK用来作为SDRAM器件的同步时钟，一个VGA_CLK用来驱动VGA数模转换器。

        所以，针对这个警告，我们也就只能佛系对待了，本身影响不是十分大，要解决的代价却还比较大，因此，阿弥陀佛。