Xilinx FPGA平台DDR3设计保姆式教程（2）DDR3各时钟频率及带宽分析
对FPGA而言，时钟就是脉搏，必须理解透彻！
汇总篇：
Xilinx平台DDR3设计保姆式教程（汇总篇）——看这一篇就够了
时钟太重要了，单开一篇来说。
目录
一、如何知道器件所支持的时钟频率？
1.1DDR3芯片的带宽、位宽和最大IO时钟频率
1.3FPGA所支持的最大频率
二、时钟结构
三、MIG IP核的时钟：
3.1clock period时钟
3.2 ui_clk
3.3 input clock period
3.4 Reference clock
四、行业术语
一、如何知道器件所支持的时钟频率？
举例说明：
DDR3 型号： MT41J256M16xx-125
（记住这个常用型号，后文还是以此型号讲解）
FPGA 型号： XC7K325TFFG900-2 （常用FPGA型号）
datasheet ： MT41J512M8RH-125:E（DDR3）、DS182（FPGA）
1.1DDR3芯片的带宽、位宽和最大IO时钟频率
翻看DDR3对应型号MT41J256M16XX-125的数据手册，可以看到：
图1. DDR3 Part Numbers
IO时钟频率：
根据Part Number 中的“-125”我们就可以找到图中的tCK = 1.25ns，就可以算出芯片支持的最大IO时钟频率：1/1.25ns = 800Mhz;此处的IO时钟频率也就是DDR3的频率；
位宽：
根据Part Number 中的“256M16”我们可以找到图中2所指出的地方，这里的16是代表芯片的数据位宽是16位（也就是16根数据线）。
注意：
- 当一个FPGA上挂多个DDR，如4片ddr3，位宽则会相应增大；16*4 = 64bit，再乘以DDR3的突发长度BL=8；那么程序设计里DDR3的读写位宽就变成了16*4*8=512bit； （这里留个印象，再后文IP例化及程序设计部分还会讲到，到时候对应起来看更容易理解）
- 明明是512M的DDR，为什么又写成256M呢？因为256M16是16根数据线16bit，对应过来就是2个byte；256M *16bit = 512MByte； 一般大B 指的是Byte，小b指的是bit；
带宽：
由于是DDR方式传输数据（上升和下降沿都传输），所以芯片的一根数据线上的传输速率 = 2*800Mhz = 1600MT/s。其实就是1600Mbit/s;
带宽就是16根数据线同时传输的数据速率 = 1600Mbit/s x 16 = 25600Mbit/s = 3200Mbyte/s = 3.125GByte/s
1.3FPGA所支持的最大频率
翻看k7数据手册ds182可以看到：
图2. k7系列支持的DDR速率
k7系列的FPGA所支持的DDR3传输速率高达1866MT/s，这里需要跟硬件工程师具体了解了解，实际使用最高还是1600MT/s，对应频率= 1600M/2= 800Mhz；
二、时钟结构
图3. 时钟结构
从图中，我们可以看到，主要有两个时钟：
①参考时钟 ： 必须为200Mhz
②系统时钟 ： 系统输入时钟
那么对应到MIG IP核又是如何定义的呢？继续往下走
三、MIG IP核的时钟：
3.1clock period时钟
图4. Clock Period
这里①Clock Period设置的参数就是 MIG 的PHY 接口对DDR3的时钟，也就是DDR3芯片实际跑的IO时钟频率，它由system clock（主时钟）倍频而来，最大频率不能超过DDR3 和MIG支持的最大频率中的最小值（前文已讲解如何查看器件所支持的最大频率）。
对应到MIG 例化的信号：
.ddr3_ck_p (ddr3_ck_p ), //连接DDR管脚.ddr3_ck_n (ddr3_ck_n ),3.2 ui_clk
图4下面②有个4:1,说明MIG 输出到app接口上的时钟ui_clk = 800M/4=200M ，即到时我们在写RTL逻辑代码时操作MIG核时，用的就是这个200M时钟；
注：当我们选择800M时钟时，下面的PHY to Controller Clock Ratio 只能选择4：1；对应过来ui_clk最大为200M；当我们clock period时钟选择小于800M时，这里可以选择4：1 / 2:1；
3.3 input clock period
图5. input clock period
input clock period 对应的时钟就是MIG核的系统时钟，由PLL/MMCM输入；对应到例化代码就是：
.sys_clk_i (sys_clk_i ), //系统时钟输入我们配置MIG核时选择多少M时钟，那么这里就要输入多少M
注：
推荐选择200Mhz，因为参考时钟也是200Mhz，配置的时候参考时钟可以直接使用系统时钟，减少端口信号
3.4 Reference clock
图6.参考时钟
参考时钟必须为200Mhz！
当我们系统时钟为200M时，参考时钟就可以直接使用系统时钟（use system clock）
四、行业术语
- 核心频率：核心频率就是DDR物理层（PHY）IO时钟频率，对应到MIG就是第一个配置的“CLOCK PERIOD”，上文我们选择的是800Mhz
- 工作频率：核心频率* 2 （上下沿）= 1600M核心频率* 2 = 1600M
- 传输速率：核心频率* 2 = 1600MT/s
- 带宽：传输速率*位宽 = 1600M * 16 = 25600Mbit/s = 3200Mbyte/s = 3.125GByte/s
Xilinx FPGA平台DDR3设计保姆式教程（2）DDR3各时钟频率及带宽分析相关推荐
- Xilinx FPGA平台DDR3设计保姆式教程（3）MIG IP核使用教程及DDR读写时序
干货来了,用DDR搬砖,只需要会用IP就好,Xilinx官方YYDS! ---------------------------------------------------------------- ...
- Xilinx FPGA平台DDR3设计保姆式教程（1）DDR3基础简介
如果我们只是拿来用ddr搬砖,那么它就简单,知道IP怎么使用就好,但是要想知其所以然,理论知识是必备的,这也是我们初学者所欠缺的东西,慢慢修炼吧! 汇总篇: Xilinx平台DDR3设计保姆式教程(汇 ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（一）GTX基础知识
理解GTX的必备姿势,学起来! 汇总篇: Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程(汇总篇) 目录 一.什么是GTX? 二.Quad/Channel 三.PMA与PCS 四.GTX收发处理流程 五 ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（二）GTX时钟篇
时钟就是脉搏,能否工作全靠它! 汇总篇: Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程(汇总篇) 目录 一.参考时钟 1.1 收发测试能跑起来的基本参考时钟设置 1.2 继续了解时钟,走着 1.3 单 ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（三）GTX复位与初始化
所有IP核没有正确工作,原因一半是时钟,一半是复位. 汇总篇: Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程(汇总篇) 目录 前言 一.复位与初始化 二.复位模式 三.CPLL复位 四.QPLL复位 ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（四）GTX IP核配置教程
干货来了,GTX核配置,搬砖全靠它~~ 汇总篇: Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程(汇总篇) 目录 前言 一.GTX IP核配置界面 1.1第一页配置 1.2第二页配置 1.3第三页配置 ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（五）GTX收发测试及示例工程介绍
GTX IP配置完了,你不得搞个回环测试一番? 汇总篇: Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程(汇总篇) 目录 前言 一.示例工程Example Design 1.1 gtx_support模 ...
- EasyMonitor 视频监控开发平台 安装教程（保姆式教程）
~~ EasyMonitor 视频监控开发平台 安装教程(保姆式教程) 本教程基于虚拟机环境测试 一.虚拟机安装CENTOS7 我用的是MINI版的只有900M,附一个网盘链接: https://pa ...
- Xilinx FPGA平台GTX简易使用教程（汇总篇）
GTX简易使用教程,先"知其然",慢慢再研究"所以然". 目录 一.GTX必备基础知识 二.时钟篇 三.复位与初始化 四.GTX IP核配置介绍 五.GTX ...
- 合成大西瓜（西瓜雨版）及改版思路（保姆式教程）
合成大西瓜(西瓜雨版)及改版思路(保姆式教程) 最近一款名为"合成大西瓜"的小游戏突然火了,上了几次微博热搜,身边有些人还在感慨:瓜都吃不完了,还叫我合成瓜- 自己玩了也觉得很有意 ...
最新文章
- HttpClient第一章（一）
- engnix php 插件 管理_nginx配置支持php-fpm
- 数楼梯——恶心的高精斐波那契数列
- socket 网络 编程
- 使用命令行工具创建WildFly OpenShift应用程序
- CentOS 7 Flannel的安装与配置
- 今年要如何准备？想去阿里/美团/头条做机器学习工程师
- Open3d之点云全局配准
- nodejs fs创建文件_节点FS – NodeJS创建文件，读取文件，写入文件
- 读《JavaScript语言精粹（修订版）》心得
- PHP Fatal error: Declaration of Hyperf\Framework\SymfonyEventDispatcher::dispatch($event) must be c
- 电路原理笔记整理_【盛世清北】2021清华大学827电路原理考研笔记-清华考研辅导班...
- 我从华为身上学到的项目管理经验 -- 概述篇
- 南邮《网络技术与应用，携程开源的分布式apollo技术
- 个人微信号API接口
- 华为鲲鹏云主机编译安装MySQL 8.0.17
- JVM(3)-垃圾收集机制
- 使用 EasyExcel 操作exsel文件
- MySQL(狂神说笔记)
- 什么软件可以测试sd卡,如何做SD卡测试和SD卡测试工具