Spartan6的时钟资源使用总结

使用XILINX公司的Spartan6芯片，也是最近半年的事情。该芯片由于上市时间不长，在使用该芯片的时候各位网友分享的心得也比较少；再加上第一次开发使用它，开发过程肯定会遇到很多很多棘手头疼的问题。可以说Spartan6芯片的使用者对它是又爱又恨呐！

1.Spartan6芯片的时钟资源，种类比较多，而且使用它的游戏规则也有不少变化。XILINX公司关于Spartan6芯片提供了一篇文档Xilinx UG382 Spartan-6 FPGA Clocking Resources User Guide ，里面有详细的说明和解析。

本文就是对该文进行浓缩，将几个关键问题用图表的方式重新解释一番。

1.弄清楚目前Spartan6提供哪些时钟资源和时钟BUFFER资源。
2.弄清楚各种时钟BUFFER的输入输出情况。这是最重要的，因为这些资源对信号从哪里来，到哪里去，给哪些对象使用是有硬性要求的。

下面一段是XILINX提供的关于各种时钟BUFFER使用规则。一定要把这几句话弄懂。原因首先是，它提供了时钟BUFFER的类型；其次，它定义各种时钟BUFFER的输入输出。

Understand the use of each clock buffer type and how they can work best for your design
1. BUFG/BUFGMUX – Global Clock; Clock of Fabric; legal support for IDDR2、ODDR2 clocking。
2. BUFH – Increases number or global clock routing resources; CMT outputs if BUFG’s not used。
3. BUFIO2 – High speed clocking of IOSERDES/IOLOGIC (without DCM/PLL); Dedicated routing to DCM/PLL/BUFG。
4. BUFPLL – SDR clocking of ISERDES2/OSERDES2。
5. BUFIO2FB – Dedicated routing for feedback for DCM/PLL; GTP and PLL are
also used to route through the BUFIO2FB。

说实话，我第一次阅读这段文字，还是摸不着门路，没有完全搞清楚。读完以后对芯片内的时钟资源布局无法建立一个清晰的图景。没关系，配合下面几个图，就会容易理解一些。

下面的图，如果对Spartan6相关的资料阅读广泛的话，下面的几幅图应是比较熟悉的啦。但这些图包含的信息量很大，值得拿出来给大家解惑。这些图可以很好的告诉使用者，时钟BUFFER的输入从哪里来，输出到哪里去！！！！

图1 BUFPLL和BUFIO2的图示

图2 BUFIO2的详细图示

图2 CMT的输入输出详细图示

图3 一个CMT的使用案例举例

如果将上面的内容阅读完了后，看一下图4，如果你能彻底搞清楚他们的关系，那就说明对时钟资源已经建立清晰的图景了。

 

图4 Spartan6内部时钟资源关联图。

举个我开发过程中遇到的一个问题：

我的设计中，其中的某一个BANK，有系统的全局时钟输入信号，同时也有高速DDR输入信号。由于该DDR输入信号同时还需要一个随路时钟输入，它与全局时钟输入信号处于同一个BANK中。我的设计将该随路时钟信号通过一个例化的BUFIO2进行端接后，供设计代码使用作为DDR模块的时钟信号。

MAP阶段出现了问题，出现了ERROR报告，报告称我例化的BUFIO2不能place!!!!
不知道原因啊一开始，接下来就是痛苦的调试中。。。（几个通宵）
后来看了Xilinx UG382中下面一段话，才知道怎么解决。

The BUFIO2FB buffer matches the clock routing delay between a CMT (PLL or DCM) reference input CLKIN and feedback CLKFB when used as shown in Figure 1-39. The ISE Design Suite automatically inserts matching BUFIO2FB and BUFIO2 buffers when the CMT feedback path is used。

呵呵。。。知道了我写该博文的原因了吧，对Spartan6的时钟资源一定要弄清楚！！！