一、器件组成与特性

　　

　　1．ＤＣＭ模块主要有以下功能模块组成：

　　

　　a.DLL模块,主要由延时线和控制逻辑组成。

　　

　　b.数字频率合成器，为系统产生丰富的频率合成信号输出到CLKFX和CLKFX180。可以提供2~32的倍乘与1~32的分频系数。

　　

　　c.数字移相器,可提供粗调的0，90，180，270度移相和具有动态调节能力的相位细调。

　　

　　d.数字频谱合成器，产生扩频时钟减少电磁干扰（EMI）。

　　

　　Spartan-6DCM模块提供给用户的设计原语有DCM_SP和DCM_CLKGEN，DCM_SP在Spartan-3EFPGA器件中也有，而DCM_CLKGEN是Spartan-6新增的，可以用产生动态的频率合成信号和扩频时钟。

　　

　　2．PLL模块，有一400MHz~1000MHz压控振荡器（VCO），可提供8种移相(0°,45°,90°,135°,180°,225°,270°,315°)和6个可独立编程倍乘与分频系数的输出信号。提供给用户的设计原语有PLL_BASE和PLL_ADV，PLL_BASE是单独使用PLL模块zui常调用的原语，允许使用PLL的zui常用特性，PLL_ADV包括PLL_BASE所有的特性之外，还提供时钟切换及与DCM的连接。可用于以下工作模式：

　　

　　a.时钟网络去歪斜

　　

　　b.频率合成

　　

　　c.抖动滤波

　　

　　d.零延时的缓冲

　　

　　f.PLL与PLL、DCM的级联

　　

　　二、使用指南

　　

　　1．注意时钟的输入与输出范围,所有应用不能超过范围.。如器件DCM的DLL模块的时钟输入范围如下（以下摘自Spartan-6DATASHEET）：

　　

　　速度等级为-1L的为器件5MHz~175MHz。

　　

　　速度等级为2的为器件5MHz~250MHz。

　　

　　速度等级为3和4的为器件5MHz~280MHz。

　　

　　DCM的DLL模块的时钟输出范围如下：

　　

　　CLKOUT_FREQ_CLK0与CLKOUT_FREQ_CLK180为5MHz~250MHz（等级2）或5MHz~280MHz（等级3或4）；

　　

　　CLKOUT_FREQ_CLK90与CLKOUT_FREQ_CLK270为5MHz~200MHz；

　　

　　CLKOUT_FREQ_2X与CLKOUT_FREQ_2X180为0.3125MHz~166MHz（等级2）或0.3125MHz~186MHz（等级3或4）；

　　

　　DCM的DFS模块的时钟输入范围如下：

　　

　　速度等级为2的为器件0.5MHz~333MHz。

　　

　　速度等级为3和4的为器件0.5MHz~375MHz。

　　

　　DCM的DFS模块的时钟输出范围如下：

　　

　　CLKOUT_FREQ_FX与CLKOUT_FREQ_FX180为5MHz~333MHz（等级2）或5MHz~375MHz（等级3或4）；

　　

　　PLL模块的zui小的输入时钟频率为19MHz，zui大输入时钟频率为375MHz（从全局时钟输入，速度等级2），400MHz（从全局时钟输入，速度等级3），450MHz（从I/O时钟输入，速度等级2），525MHz（从I/O时钟输入，速度等级3）。

　　

　　PLL模块的zui小的输出时钟频率为3.125MHz，zui大输入时钟频率为从BUFGMUX输出为375MHz（速度等级2）或400MHz（速度等级3或4），从BUFPLL输出为950MHz（速度等级2）或1050MHz（速度等级3）或1080MHz（速度等级4）。

　　

　　无论什么时候都不能使VCO超出范围，Spartan-6器件VCO的频率范围为400MHz~1000MHz（等级2），400MHz~1050MHz（等级3），400MHz~1080MHz（等级4），

　　

　　2．PLL或DCM的选择使用问题

　　

　　PLL和DCM有类似的功能,又有各自的特性,在应用中什么时候选择使用PLL模块较好,什么时候选择使用DCM模块较好呢?一般认为PLL模块有六组输出时钟,在多时钟的应用中使用PLL比较合适，另外PLL对抖动滤波效果比较好，如要实现抖动滤波也推荐使用PLL模块。Spartan-6PLL模块还提供时钟切换功能，在需要动态切换时钟源的应用中尤为合适。DCM在相位调整上功能比较全，既有粗调的0，90，180，270度移相，又有动态调节的相位细调能力，在实现时钟相位调整的时候推荐使用DCM模块。其它情况如频率合成、调整时钟占空比，消除时钟延时使用PLL模块或DCM模块都可以。

　　

　　3．DCM除对输入时钟的频率有要求外，对输入时钟的抖动也有要求，如果超出限制的话会导致DCM失锁，失锁后需要用户将DCM复位。抖动主要分两类：

　　

　　a.Cycle-to-cyclejitter

　　

　　b.Periodjitter

　　

　　Cycle-to-cyclejitter一般为±150ps(FCLKFX>150MHz)或±3000ps(FCLKFX<150MHz),

　　

　　Periodjitter一般为±1ns.具体参见Spartan-6DATASHEET。

　　

　　如果输入时钟的抖动过大，建议先经过PLL模块进行抖动滤波。

　　

　　4．PLL与DCM的级联选择

　　

　　a.PLL输出驱动DCM模块，优点是在输入DCM模块前可减少输入时钟的抖动，同时又可以使用户能构访问所有DCM模块的输出信号，一个PLL可以驱动多个DCM模块，并不要求PLL与DCM都是在同一CMT模块内。

　　

　　b.DCM模块输出驱动PLL模块，这种情况可以减少输入时钟和DCM时钟输出的总体抖动。如果DCM输出直接连到PLL输入，要求PLL与DCM都是在同一CMT模块内，这种情况可减少的本地噪声与布线资源。如果PLL与DCM不在同一CMT模块内，DCM输出必须经过BUFG缓冲后连到PLL。由于PLL输入信号的限制,zui多只有两个DCM输出信号可以连到一个PLL模块.

　　

　　c.PLL与PLL的级联,级联PLL可以产生更大范围的时钟,两个PLL的级联也要通过BUFG缓冲,此时器件通路的抖动zui小。