两个MMCM共享时钟输入时的严重警告和错误

Posted 2021-01-17 hcr1995

情景描述：

芯片：zynq7020

问题：

设计从FPGA的U19引脚上的开发板板接收时钟输入125M，并将其送到两个MMCM。
使用软件：vivado2015.4
在Vivado中打开合成设计后，我得到以下Crticial警告：

Failed to create I/OLOGIC Route Through shape for instance MMCM_2/inst/clkin1_ibufg. Found overlapping instances within the shape: MMCM_1/inst/clkin1_ibufg and MMCM_MAC_1/inst/clkin1_ibufg.

Cannot set LOC property of ports, Instance MMCM_2/inst/clkin1_ibufg can not be placed in INBUF_DCIEN of site IOB_X1Y424 because the bel is occupied by MMCM_1/inst/clkin1_ibufg. This could be caused by bel constraint conflict 

 

MMCM没有手工实例化，而是使用时钟向导创建的，通常，当使用MMCM IP核,它包括所有缓冲区：

输出时钟上BUFG

时钟反馈的ebufg

驱动输入时钟的IBUFG

当只有一个时钟向导核心由输入时钟驱动时，这很好，但是当你尝试使用两个时，你最终会实例化两个IBUFG（或IBUF）单元。
这是非法的。

FPGA的每个引脚都有一个且只有一个输入缓冲区（IBUF） - 你不能将两个并行放置

必须修改MMCM的输入。
如果您正在使用时钟向导，则必须从两个时钟核心的输入中移除IBUF，然后在设计的顶层手动实例化IBUF（并将输出馈送到两个时钟核心）。
但是，解决这个问题会产生另一个问题。
用于MMCM的“最佳”输入是与MMCM在同一时钟区域中的四个时钟引脚之一。
但是，在7系列中，每个时钟区域只有一个MMCM。
因此，您无法通过“最佳”输入机制从同一时钟源驱动多个MMCM。
试图这样做会产生另一个严重警告。
这可以通过将另一个MMCM（在不同的时钟区域中）的CLOCK_DEDICATED_ROUTE属性设置为“BACKBONE”来解决，假设它在时钟能力引脚的相邻时钟区域内（即时钟区域上方或下方的时钟区域）
功能引脚和其他MMCM驻留）。
这样做（使用BACKBONE）会增加一些额外的时钟延迟，而这些延迟不会被MMCM补偿 - 这会对使用MMCM在“其他”时钟区域生成的时钟的任何接口的时序产生负面影响（可能
或者对你的设计无关紧要）。
那么，下一个问题是“为什么你需要两个MMCM”？ 
MMCM可以使用相同的VCO（因此相同的MMCM）生成不同的时钟输出频率和相位。
虽然有些情况下您绝对必须使用两种不同的MMCM，但如果可以的话，通常最好避免这种情况，并将两者结合起来。
那么告诉我们你在做什么需要不同的MMCM，我们可以看看它们是否可能/更好地结合起来。

 

何检查哪个MMCM放置在时钟引脚的时钟区域中，哪个放置在时钟区域上方/下方？
最简单的方法是在Vivado IDE（GUI）中打开设计，并在设备查看器中找到MMCM和时钟引脚。
在器件查看器中，时钟区域（和I / O bank）可清晰识别。
要查找对象，可能最容易从设计的示意图开始，并选择要查找的对象。
在原理图视图中选择对象时，它也会在设备视图中被选中并高亮显示。
有没有办法可以让工具将特定的MMCM放在时钟引脚的时钟区域，而另一个MMCM放在上/下的时钟区域？
引脚的时钟区域只有一个MMCM。
像所有资源一样，FPGA中的站点被命名 -  MMCM位置看起来像MMCME2_ADV_X0Y0
您可以通过设置单元格的LOC属性将单元格放置在站点上。
在您的XDC中，您可以做到
set_property LOC MMCME2_ADV_X0Y0 [get_cells]
我需要两个MMCM，因为我需要9个异步时钟
首先，这是很多时钟......其次，根据定义，来自MMCM的时钟都是彼此同步的。
它们之间的时序关系可能很复杂，但它们是同步的......
我可以通过使用divide_by_2逻辑生成一些时钟来最小化这个数字（9）。
我可以通过放置BUFG并使用create_clock（不是create_generated_clock）约束来在divide_by_2逻辑的输出上定义新时钟吗？
通常不建议使用结构时钟 - 这会在生成的时钟和源时钟之间引入大量偏差。
但是，你说你的时钟是异步的 - 如果你真的不关心时钟之间的关系那么你就可以做到这一点。
生成时钟作为触发器的输出并通过BUFG运行。
生成分频时钟的更好方法是使用BUFGCE或BUFHCE，每隔一个时钟启用“CE”。
这会产生频率为1/2的时钟，输出时钟与输入时钟保持同相。
但是，如果你真的希望时钟是异步的，这并不重要。
当使用BUFGCE / BUFHCE生成时钟时，您需要知道结果时钟的占空比不是50/50  - 除以2，它将是25/75。
最后，无论你做什么（结构分割器或BUFGCE / BUFHCE），我通常会用create_generated_clock限制它 - 这是一个生成的时钟，而不是主时钟。
但是 - 再次 - 如果这些时钟真正异步，这也无所谓......