Stratix II GX クロック管理回路

アルテラの Stratix® II GX デバイスは、ユーザのシステム・タイミング条件を満たすためのセントラル・クロック・マネージャとして機能するように構築されており、最大 12 のフェーズ・ロック・ループ (PLL)、およびデバイスあたり最大 48 のユニークなクロック・ドメインを提供する階層的クロッキング方式を採用しています。Stratix II GX デバイスは、成功を収めたStratixデバイス・アーキテクチャに基づくスペクトラム拡散クロックキング、クロック切り換え、プログラマブル周波数合成、プログラマブル遅延シフト、プログラマブル位相シフト、外部フィードバック、プログラマブル・バンド幅など、最新の内蔵 PLL 機能を提供します。Stratix II GX デバイスは、ユーザがデバイス全体を再プログラミングすることなく PLL コンフィギュレーションを変更できる PLL リコンフィギュレーション機能を提供します。また、Stratix II GX のfast PLL は、高速システムでのチャネル間スキューをダイナミックに補正する DPA (Dynamic Phase Alignment) 機能もサポートしています。Stratix II GX の PLL は、システム性能とデバイス性能を向上させ、高度なクロック・インタフェースおよびクロック周波数合成を提供します。

図 1 に Stratix II GX の PLL ブロック図を示します。

図 1. Stratix II GX の PLL ブロック図

アルテラの Stratix II GX デバイスは、enhanced PLL とfast PLL の 2 種類の PLL を搭載しています。enhanced PLL は、外部フィードバック、クロック切り換え、PLL リコンフィギュレーション、スペクトラム拡散クロッキング、プログラマブル帯域幅などの多彩な機能をサポートする汎用 PLL です。fast PLL は高速差動 I/O インタフェース用に最適化されており、DPA (Dynamic Phase Alignment) などの機能を提供します。fast PLL は汎用 PLL クロッキングにも使用できます。表 1 に Stratix II GX デバイスのenhanced PLL およびfast PLL 機能の概要を示します。

表 1 の注：

1. すべてのenhanced PLL が 6つの外部シングルエンドまたは 3つの外部差動出力をサポート可能です。

システム・レベルのクロック管理

各 Stratix II GX デバイスは、ボード・レベルのシステム・タイミングを管理するための専用出力を持つenhanced PLLを最大で 4つ内蔵しています。最大で24 のシングルエンドまたは 12 の差動出力があります。これらの出力は、システム内の他のデバイスにクロックを供給できるため、ボード上に他のクロック・ソースは必要ありません。ユーザは、プログラマブル位相シフト、外部フィードバック、およびボード・レベルのスキューと遅延を補償するための遅延など、Stratix II GX PLL に備わっている機能を組み合わせて利用することができます。

クロック・ネットワーク

各 Stratix II GX デバイスは、48の異なるクロック・ネットワークを内蔵しています。この高速クロック・ネットワーク網を多数の PLL と組み合わせれば、ほとんどの複雑なデザインを最適性能および最小クロッキング・スキューで確実に動作させることができます。