Versal HBM系列外部参考时钟设计指南文章

产品描述

Versal HBM 栈可通过内部 HSM0 参考时钟来进行时钟设置，此参考时钟是由 CIPS 或外部时钟源生成的。

通过 AXI NoC 配置 GUI 启用 HBM 时，将显示一个额外的“HBM Configuration”（HBM 配置）选项卡。以下截屏显示 AXI NoC 配置，其中已启用 HBM 通道并导致出现“HBM Configuration”选项卡：

在“HBM Configuration”选项卡中，用户可以通过“HBM Clock”（HBM 时钟）下拉菜单选择“Internal”（内部）或“External”（外部）源，如下所示：

用户可搭配 Versal HBM 系列器件来使用单栈或双栈 HBM 器件。每个 HBM 栈都需要参考时钟。当 AXI NoC 实例配置为同时启用这 2 个 HBM 栈后，GUI 会自动更新 2 个时钟源。
使用 HBM 栈时，这两个栈应同时使用内部时钟设置或者同时使用外部时钟设置。使用 External 时钟设置时，两者应使用相同的“External Reference Clock IO Standard”（外部参考时钟 IO 标准）选项。
示例如下：

当 HBM 栈配置为使用 Internal 时钟设置时，工具将自动把器件配置为根据“HBM Reference Frequency for Stack”（HBM 栈参考频率）字段中设置的频率来生成并传输 HSM0 时钟。

解决方案

为 Versal HBM 系列参考时钟使用 External 时钟设置时，可以选择 LVDS 或 LVCMOS I/O 标准，如下所示：

LVDS 和 LVCMOS 的最小时钟频率均为 100MHz，而其各自的最大时钟频率分别为 500MHz 或 125MHz，如下所示：

如需了解此信息以及有关 Versal HBM 器件要求的其他详细信息，请参阅《Versal HBM 系列数据手册：DC 和 AC 开关特性》(DS960)

https://docs.xilinx.com/r/en-US/ds960-versal-hbm

外部参考时钟应保持稳定运行一段时间，然后才能启动 HBM 栈。

外部参考时钟应持续运行，既不停止也不更改时钟周期。
外部参考时钟的 RMS 抖动应少于 3ps，占空比应为 50/50。
不支持扩展频谱时钟设置。

HBM 参考时钟管脚名称采用 C4CCIO_PAD0_800/801 和 C4CCIO_PAD1_800/801 格式，其中 800 和 801 表示器件上的特定 HBM 栈。PAD0 是“P”侧，PAD1 则是“N”侧。

下图显示了使用 LVDS、LVCMOS 或 Internal 时钟设置选项时的外部电路要求。

LVDS

将 0.01µF 电容器与 P 管脚和 N 管脚串联，如下所示：

LVCMOS
将 P 输入直接连接到时钟源，将 N 输入接地，如下所示：

内部时钟设置
使用内部时钟选项时，P 输入和 N 输入都接地，如下所示：

重要
使用任一外部时钟设置选项（LVDS 或 LVCMOS）时，无需其他 I/O 标准约束或用户干预。这些端口不需要额外的 I/O 标准或 I/O 约束，所以手动添加额外标准或约束将会生成错误。

审核编辑：汤梓红