Xilinx原语ODDR的使用

本文详细介绍了Xilinx FPGA中OLOGIC和ODDR原语的使用,包括OLOGIC的功能、组成和模式,以及ODDR的OPPOSITE_EDGE和SAME_EDGE模式的工作原理,强调了在DDR模式下如何节省资源并提高性能。此外,还提到了ODDR的时钟前向功能以及在Verilog中的实例化方法。

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ODDR is Xilinx HDL Language Template。

ODDR:Output Double Data Rate(DDR) 。

在介绍ODDR之前,我们先简单了解一下OLOGIC。

OLOGIC块在FPGA内的位置紧挨着IOB,其作用是FPGA通过IOB发送数据到器件外部的专用同步块。OLOGIC 资源的类型有OLOGIC2(位于HP I/O banks)和OLOGIC3(位于HR I/O banks)。

OLOGIC2和OLOGIC3不属于原语,正因为这样,所以它们不能被直接例化。它包含在布局布线后用户可例化的一些元素,例如一个输出触发器(OFD–output flip-flop)或者一个ODDR(output DDR element).

OLOGIC主要由两个block组成,一个用于配置输出路径。另外一个用于配置三态控制路径。这两个block具有共同的时钟,但是具有不同的使能信号OCE和TCE。两者具有由SRVAL属性精致的异步和同步set和reset(S/R信号)。

输出路径和三态控制路径可以 以 下列模式之一独立配置:

1.边沿触发的D触发器
2.DDR模式(ASAME_EDGE 或 OPPOSITE_EDGE)
3.电平敏感锁存器
4.异步电路/组合逻辑

OLOGIC block中的各种逻辑资源如下:
在这里插入图片描述

Output DDR概述(ODDR)

7系列器件在OLOGIC中有专用寄存器来实现输出DDR寄存器。这个功能在例化ODDR时可见。在使用OLOGIC时,DDR的复用是自动的,不需要手动控制多路复用。这个控制是从时钟产生的。

ODDR原语是由一个时钟输入,下降沿数据由输入时钟的本地反转来计时。反馈到I/O块的所有的时钟被完全复用。例如:在ILOGIC和OLOGIC块之间没有时钟共享。ODDR原语支持OPPOSITE_EDGE

### Xilinx IDelayE2 原语使用指南 `IDELAYE2` 是 Xilinx 提供的一个延迟模块原语,用于实现输入信号的精细延时调整。它广泛应用于高速串行通信接口中,例如 DDR 存储器控制器或 SerDes 接口设计中的数据与时钟校准。 以下是 `IDELAYE2` 的基本配置和使用说明: #### 参数设置 `IDELAYE2` 支持多种参数配置以满足不同的应用场景需求。以下是一些常用的参数及其作用[^3]: - **`.IDELAY_TYPE("FIXED", "VARIABLE", "VAR_LOAD", "VAR_LOAD_PIPE")`:** - `"FIXED"` 表示固定延迟模式,无法动态修改。 - `"VARIABLE"` 允许通过寄存器控制延迟值的变化。 - `"VAR_LOAD"` 和 `"VAR_LOAD_PIPE"` 则支持加载外部指定的延迟 Tap 数值。 - **`.DELAY_SRC("IDATAIN", "DATAIN")`:** - 定义延迟应用到哪个输入端 (`IDATAIN` 或 `DATAIN`)。 - **`.HIGH_PERFORMANCE_MODE("FALSE", "TRUE")`:** - 启用高性能模式可以减少抖动,但会增加功耗。 - **`.REFCLK_FREQUENCY(200.0)`:** - 设置参考时钟频率,默认单位为 MHz。 #### 实例化代码 下面是一个完整的实例化代码示例,展示如何配置并使用 `IDELAYE2`: ```verilog // IDELAYE2 实例化代码 IDELAYE2 #( .IDELAY_TYPE("VAR_LOAD"), // 延迟类型 .IDELAY_VALUE(0), // 默认延迟 Tap 值 .DELAY_SRC("IDATAIN"), // 输入源选择 .SIGNAL_PATTERN("CLOCK"), // 信号模式 .HIGH_PERFORMANCE_MODE("TRUE"),// 高性能模式使能 .PIPE_SEL("FALSE"), // 是否启用管道延迟 .REFCLK_FREQUENCY(200.0) // 参考时钟频率 (MHz) ) u_idelay ( .CNTVALUEIN(tap_value), // 外部设定的 Tap 值 .LOAD(reg_load), // 加载信号 .INC(reg_inc), // 增加/减少延迟 .IDATAIN(input_signal), // 数据输入 .DATAOUT(delayed_signal), // 输出延迟后的信号 .RST(reset_signal), // 复位信号 .CE(control_enable) // 控制使能信号 ); ``` 在此代码中: - `.CNTVALUEIN()` 用于接收来自 FPGA 寄存器或其他逻辑单元提供的初始 Tap 值。 - `.LOAD()` 触发一次性的 Tap 值更新操作。 - `.INC()` 调整延迟量,每次调用可增减一个 Tap 单元。 - `.IDATAIN()` 是待处理的目标信号入口。 - `.DATAOUT()` 返回经过延迟调节之后的结果信号。 #### 注意事项 1. 在实际项目部署前需确认目标器件是否支持所选特性组合以及具体版本差异影响[^4]。 2. 对于某些特殊场景可能还需要额外配合其他组件一起完成整个链路优化工作比如 ODDR, BUFG 等资源共同协作才能达到最佳效果[^5]。
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