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. Stratix II GX の PLL 機能

機能

Enhanced PLL

Fast PLL

入力周波数範囲

1.5–450 MHz

20–750 MHz

出力周波数範囲

1.5–500 MHz

9.375 MHz–1.040 GHz

外部出力周波数範囲

1.5–450 MHz

1.5–500 MHz

プログラマブル周波数合成

あり

あり

プログラマブル位相シフト

125 ps

105 ps

プログラマブル遅延シフト

125 ps

105 ps

クロック切り換え

あり

あり

PLL リコンフィギュレーション

あり

あり

プログラマブル・バンド幅

あり

あり

クロック・パワーダウン・モード

あり

あり

ダイナミック・クロック・ソース選択

あり

あり

ダイナミック位相アライメント・サポート

なし

あり

スペクトラム拡散クロッキング

あり

なし

専用外部差動クロック出力数

3 (1)

0

フィードバック・クロック入力数

1

0

デバイスあたりの PLL 数

最大 4

最大 4

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。