DCM簡介及其使用方法

DCM主要功能
1. 分頻倍頻：DCM可以將輸入時鐘進行multiply或者divide，從而得到新的輸出時鐘。
2. 去skew：DCM還可以消除clock的skew，所謂skew就是由于傳輸引起的同一時鐘到達不同地點的延遲差。
3. 相移：DCM還可以實現對輸入時鐘的相移輸出，這個相移一般是時鐘周期的一個分數。
4. 全局時鐘：DCM和FPGA內部的全局時鐘分配網絡緊密結合，因此性能優異。
5. 電平轉換：通過DCM，可以輸出不同電平標準的時鐘。

DCM的特點與能力（Spartan-3系列為例）

• 數量：4 DCM / FPGA（也有例外）
  -- 應該夠用了
• 數字頻率綜合器輸入（CLKIN）：1-280MHz
• 延遲鎖相環輸入（CLKIN）：18-280MHz
• 時鐘輸入源（CLKIN）：
  Global buffer input pad
  Global buffer output
  General-purpose I/O (no deskew)
  Internal logic (no deskew)
  -- 上面最后兩個分別是外部的普通IO口和內部的邏輯，沒有deskew，所以時鐘質量不會很好。
• 頻率綜合器輸出（CLKFX、CLKFX180）：是CLKIN的M/D倍，其中
  M=2..32
  D=1..32
  -- 這樣看來最大能倍頻32倍，最小能16分頻。
• 時鐘dividor輸出（CLKDV）：是CLKIN的下列分頻
  1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, or 16
  -- 發現沒有，最大的分頻也是16。不過能支持半分頻，比用頻率綜合器方便。
• 倍頻輸出（CLK2X、CLK2X180）：CLKIN的2倍頻
• 時鐘conditioning、占空比調整：這個對所有時鐘輸出都施加，占空比為50%。
• 1/4周期相移輸出（CLK0/90/180/270）：是CLKIN的1/4周期相移輸出。
• 半周期相移輸出(CLK0/180、CLK2X/180、CLKFX/180)：相差為180度的成對時鐘輸出。
• 相移精度：最高精度為時鐘周期的1/256。
• 時鐘輸出：9個
  到全局時鐘網的時鐘輸出：最多9個中的4個
  到General purpose互聯：最多9個
  到輸出腳：最多9個
  -- 可見9個時鐘輸出可以隨意鏈接內部信號或者外部輸出，但是進入全局時鐘網的路徑最多只有4個。

DCM的位置在哪？
我們以Spartan3系列為例。
FPGA看上去就是一個四方形。最邊緣是IO pad了。
除去IO pad，內部還是一個四方形。
四個角上各趴著一個DCM。
上邊緣和下邊緣中間則各趴著一個全局Buffer的MUX。
這樣的好處是四個DCM的輸出可以直接連接到全局Buffer的入口。
下面是手繪簡圖，很丑是吧，呵呵。

DCM是全局時鐘網絡可選的一部分
一般，時鐘通過一個“全局輸入buffer”和“全局時鐘buffer” 進入全局時鐘網絡。如下所示
GCLK --->（ IBUFG ---> BUFG） ---> low skew global clock network
在需要的時候，DCM也成為全局時鐘網絡的一環。