Xilinx FPGA差分时钟转单端时钟设计

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本文详细介绍了如何在Xilinx FPGA上设计将差分时钟信号转换为单端时钟信号的电路。通过Verilog语言实现,利用差分时钟正相位和负相位输入,生成单端时钟输出,提供源代码示例供读者参考和优化。

差分时钟信号在现代数字系统中广泛应用,它具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。然而,在某些情况下,我们可能需要将差分时钟信号转换为单端时钟信号,以满足特定的设计需求。本文将详细介绍如何在Xilinx FPGA上设计差分时钟转单端时钟的电路,并提供相应的源代码示例。

差分时钟信号由两个相位相反的时钟信号组成,分别为时钟正相位(P)和时钟负相位(N)。差分时钟转单端时钟的设计目标是将这两个相位相反的时钟信号转换为一个单独的时钟信号。

下面是一个基于Xilinx FPGA的差分时钟转单端时钟的设计示例,使用Verilog语言实现。

module differential_to_single(clk_p, clk_n, clk_out);
  input wire clk_p; // 差分时钟正相位输入
  input wire clk_n; // 差分时钟负相位输入
  output reg clk_out; // 单端时钟输出

  always @(posedge clk_p or negedge clk_n) begin
    clk_out <= ~clk_out; // 单端时钟输出等于差分时钟相位取反
  end

endmodule

在上述代码中,我们使用differential_to_single模块来实现差分时钟转单端时钟的功能。模块有三个端口:clk_p是差分时钟正相位输入,clk_n是差分时钟负相位输入,clk_out是单端时钟输出。

always

### FPGA差分时钟单端时钟换 在FPGA设计中,差分时钟信号因其抗干扰能力强、传输距离远等特点被广泛应用。然而,在某些应用场景下,可能需要将差分时钟信号换成单端时钟信号以便与其他电路接口兼容。 #### 使用IBUFDS原语实现差分至单端换 对于Xilinx系列FPGA而言,可以通过调用特定的IP核或利用内置的缓冲器资源来完成这一过程。其中最常用的方法之一就是通过`IBUFDS`(Differential Signaling Input Buffer)原语来进行差分输入信号向单端输出信号的变[^1]。 下面是一个简单的Verilog代码片段展示如何实例化并配置`IBUFDS`以达到上述目的: ```verilog // 定义模块参数和端口列表 module diff_to_single ( input wire clk_p, // 差分正相时钟输入 input wire clk_n, // 差分反相信号输入 output reg single_clk // 单端正弦波形输出 ); // 实例化 IBUFDS 原语进行差分单端操作 IBUFDS #( .DIFF_TERM("FALSE"), // 是否启用内部终端电阻匹配,默认关闭 .IOSTANDARD("LVDS_25") // 设置I/O标准为低电压差分信令(LVDS),工作于2.5伏特电平 ) ibufds_inst ( .O(single_clk), // 输出连接到single_clk节点 .I(clk_p), // 正相时钟接入点 .IB(clk_n) // 反相位时钟接入点 ); endmodule ``` 此段程序展示了怎样创建一个名为`diff_to_single`的新模块,并在其内部声明了一个基于`IBUFDS`宏功能构建的对象——`ibufds_inst`。该对象负责接收外部传入的一对互补型差分时钟脉冲流(`clk_p`, `clk_n`),经过处理后将其化为单一形式的标准TTL/CMOS级别方波序列赋给`singal_clk`变量供后续逻辑单元使用[^3]。 值得注意的是,在实际应用过程中还需要考虑诸如抖动抑制、偏移补偿等因素的影响,因此建议参照具体型号的数据手册调整相关属性设置以获得最佳性能表现。
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