GEIS200TBTCH1CBB提要本应用指南介绍了在VirtexTM-4器件中实现存储器接口的直接时钟控制数据采集技术。直接时钟控制方案利用了Virtex-4系列所独有的某些架构特性（例如，每个I/O模块(IOB)中均具备一个64-tap的***延迟线）。简介大多数存储器接口都是源同步接口，从外部存储器器件传出的数据和时钟/选***冲是边沿对齐的。在Virtex-4器件采集这一数据，需要延迟时钟/选***冲或数据。利用直接时钟控制技术，数据经延迟，并与内部FPGA时钟实现中心对齐。在这个方案中，内部FPGA时钟采集传出的数据。存储器传出的时钟/选***冲用于决定与数据位相关的延迟值。因此，与选***冲相关的数据位的数量不受限制。由于无需将选***冲分配给相关数据位，所以不需要其他时钟资源。时钟/选***冲和数据位使用的Virtex-4资源是一条64-tap***延迟线。该64-tap***延迟线可利用IDELAY和IDELAYCTRLprimitive实现。时钟/选***冲和数据位均通过此64-tap***延迟线来布线。虽然选***冲不用于采集数据，但它用于确定数据与内部FPGA时钟实现中心对齐所需的tap数量。以下部分将详细解释直接时钟控制技术方案的设计及实现。选***冲边沿检测与时钟/选***冲相关的数据位的延迟值就是内部FPGA时钟上升沿与时钟/选***冲中心之间的相位差。假设时钟/选***冲和数据实现了边沿对齐。要确定这个相位差，时钟/选***冲通过IOB内的64-tap***延迟线输入，并利用内部FPGA时钟在增量tap输出端对其进行采样。要确定时钟/选***冲的中心，至少需要检测到时钟/选***冲的两个边沿或转换。检测出第二次转换所需的tap数（即第二个边沿的tap）和检测出***次转换所需的tap数（即***个边沿的tap）之差，即为时钟/选***冲宽度。这个差值的二分之一就是脉冲中心（即脉冲中心的tap）。从内部FPGA时钟上升沿到时钟/选***冲中心之间的tap数，即为***个边沿的tap数与脉冲中心的tap数之和。图1说明了通过使数据延迟相应的tap数，让数据与内部FPGA时钟实现中心对齐的两种情况。第1种情况所示为，由于时钟/选***冲的下降沿是被检测到的***个边沿，因此内部FPGA时钟的上升沿位于延迟数据的中心。第2种情况所示为，由于时钟/选***冲的上升沿是检测到的***个边沿，因此内部FPGA时钟下降沿位于延迟数据的中心。通过使数据延迟相应的tap数，让数据与内部FPGA时钟实现中心对齐的两种情况实现选***冲边沿检测由于具有专用的IDELAY和IDELAY_CTRL电路，所以可以轻松地在Virtex-4器件中实现确定延迟值的电路。实现确定延迟值电路的结构图如图2所示。实现确定延迟值电路的结构图利用一个简单的算法检测存储器时钟/选***冲的边沿。将初始值为0的时钟/选***冲输入IDELAY模块。时钟/选***冲将不停地增加1tap的延迟，直到检测到***个边沿。然后记录下检测出***个边沿所需的tap数。在检测到第二个边沿之前，时钟/选***冲仍然不停地增加1tap的延迟。然后记录下检测出第二个边沿所需的tap数。根据两次记录的值，计算出脉冲宽度。在用tap数确定时钟/选***冲宽度后，除以2即得到中间值。中间值与检测出***个边沿所需的tap数之和为延迟数据所需的tap数。IDELAY模块可用的tap总数为64。因此，当频率为200MHz或以下时，将无法检测出两个边沿。如果在64tap结束后仅检测出一个边沿，那么延迟数据所需的tap数应为，检测出***个边沿所需的tap数减去16tap（约1.25ns，每个tap的***约为75ps）。一个200MHz时钟/选***冲周期的四分之一约为16tap。根据时序分析，该值也适用于更低的频率，***低可达110MHz。当频率低于110MHz时，如果在64tap结束后未检测出任何边沿，那么延迟数据所需的tap数应为32tap（约2.5ns，每个tap的***约为75ps）。该值足以使内部FPGA时钟边沿位于数据窗口内。检测***个和第二个边沿仅需一个小型状态机。只有在为确定数据延迟tap数而发出的虚读操作过程中，才启用该状态机。在正式工作之前，发送至外部存储器器件的虚读操作命令包含多条背靠背读命令。状态机将控制输入IDELAY电路的信号，即DLYRST、DLYCE和DLYINC。DLYRST－延迟线复位信号，将延迟线中的tap数重设为按IOBDELAY_VALUE属性设置的值。本设计中被设为"0"。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b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d04ICMK14F1ICMK14F1-K10.0SACEPR120/BHETN200007P1FPR3700001R0001HESG330065R0001HEDT300841R20ED1310cR20HEDT300383R1GJR2343800R2HEDT401049P2HEDT300843R1HEDT300371R1HEDT401033P2HEDT300340R1HEDT300379R1HEDT300379R1HEDT300379R1HESG330057R1HESG330057R1HESG330086R1HESG330038R1HEDT300867R1HESG330057R1FPR3700001R0001ICSO08Y1-230ICSO08Y1-24ICSO08R1-230ICSO08R1-24ICSI08D1-120ICSI08D1ICSI08D1-230ICSI08D1ICSI16D1-120ICSI16D1-230ICSI08D1-24ICSI08D1ICSI16D124ICSI08E1-120ICSI08E1-230ICSI16E1-120ICSI08E1-24)