前言

MMCM是Xilinx FPGA中用于时钟频率合成、相位调整和时钟管理的IP核。有些参数是用于配置和管理Xilinx FPGA中的MMCM（Mixed-Mode Clock Manager）时钟管理模块的参数。

比如有如下参数

    parameter         CLKIN_PERIOD_MMCM        = 10000,parameter         CLKFBOUT_MULT_MMCM       = 10,parameter         DIVCLK_DIVIDE_MMCM       = 1,parameter         CLKOUT0_DIVIDE_MMCM      = 3,parameter         CLKOUT1_DIVIDE_MMCM      = 37,parameter         CLKOUT2_DIVIDE_MMCM      = 40,parameter         CLKOUT3_DIVIDE_MMCM      = 3,parameter         CLKOUT4_DIVIDE_MMCM      = 3,parameter         CLKOUT6_DIVIDE_MMCM      = 6,parameter         CLKOUTPHY_MODE           = "VCO_2X",parameter         C_FAMILY                 = "virtexuplusHBM",

参数定义

以下是每个参数的含义及其应用方式：

1. CLKIN_PERIOD_MMCM: 这个参数定义了输入时钟的周期，单位是皮秒（ps）。例如，如果输入时钟频率为100 MHz，则其周期为10,000 ps。

2. CLKFBOUT_MULT_MMCM: 这是反馈时钟乘数，用于确定MMCM内部反馈路径的频率。反馈时钟是MMCM输出时钟经过分频后反馈到输入端的时钟。

3. DIVCLK_DIVIDE_MMCM: 这个参数定义了输入时钟分频器的分频因子。输入时钟通过这个分频器后，将用于控制MMCM内部的时钟频率。

4. CLKOUT0_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟0的分频因子。根据这个参数，MMCM将调整CLKOUT0的频率。

5. CLKOUT1_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟1的分频因子。与CLKOUT0类似，这个参数决定了CLKOUT1的频率。

6. CLKOUT2_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟2的分频因子。每个CLKOUTx_DIVIDE参数允许对每个输出时钟进行独立的频率控制。

7. CLKOUT3_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟3的分频因子。

8. CLKOUT4_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟4的分频因子。

9. CLKOUT6_DIVIDE_MMCM: 这是输出时钟6的分频因子。注意，没有CLKOUT5_DIVIDE参数，因为通常每个MMCM最多有6个输出。

10. CLKOUTPHY_MODE: 这个参数定义了时钟输出的模式。"VCO_2X"模式意味着时钟输出频率是VCO（压控振荡器）频率的两倍。

11. C_FAMILY: 这个参数定义了目标FPGA系列。"virtexuplusHBM"表示这是针对Virtex UltraPlus系列的HBM（高带宽存储器）版本。

 应用方式

在Xilinx FPGA设计中，这些参数通常在MMCM的配置文件或约束文件中设置。例如，在Vivado设计套件中，你可以在MMCM的配置界面中设置这些参数，或者在xdc约束文件中指定它们。

配置文件示例 

create_clock -period 10000 -name clk_in [get_ports {clk_in_pin}]set_property -dict { \{CLKIN_PERIOD {10000}} \{CLKFBOUT_MULT {10}} \{DIVCLK_DIVIDE {1}} \{CLKOUT0_DIVIDE {3}} \{CLKOUT1_DIVIDE {37}} \{CLKOUT2_DIVIDE {40}} \{CLKOUT3_DIVIDE {3}} \{CLKOUT4_DIVIDE {3}} \{CLKOUT6_DIVIDE {6}} \{CLKOUTPHY_MODE {VCO_2X}} \{C_FAMILY {virtexuplusHBM}} \
} [get_cells inst_name_of_mmcm]

 约束文件（XDC）示例

set_property -dict [list \CONFIG.CLKIN_PERIOD_MMCM {10000} \CONFIG.CLKFBOUT_MULT_MMCM {10} \CONFIG.DIVCLK_DIVIDE_MMCM {1} \CONFIG.CLKOUT0_DIVIDE_MMCM {3} \CONFIG.CLKOUT1_DIVIDE_MMCM {37} \CONFIG.CLKOUT2_DIVIDE_MMCM {40} \CONFIG.CLKOUT3_DIVIDE_MMCM {3} \CONFIG.CLKOUT4_DIVIDE_MMCM {3} \CONFIG.CLKOUT6_DIVIDE_MMCM {6} \CONFIG.CLKOUTPHY_MODE {VCO_2X} \CONFIG.C_FAMILY {virtexuplusHBM} \
] [get_ips your_mmcm_instance_name]

         在这些示例中，你需要将inst_name_of_mmcm替换为MMCM实例的实际名称，your_mmcm_instance_name替换为约束文件中MMCM实例的名称。

        通过正确设置这些参数，你可以精确控制FPGA设计中的时钟频率、相位和时钟树结构，以满足特定应用的时序和性能要求。

时钟计算

 

        要计算所有CLKOUT的时钟频率，我们需要从输入时钟频率出发，并应用每个CLKOUT特定的分频因子。以下是如何根据提供的参数计算每个CLKOUT的频率：

已知参数：

• 输入时钟周期 CLKIN_PERIOD_MMCM = 10000 ps（10 ns）
• 输入时钟频率 = 1 / CLKIN_PERIOD_MMCM = 1 / 10 ns = 100 MHz
• 反馈时钟乘数 CLKFBOUT_MULT_MMCM = 10

计算步骤：

1. 计算反馈时钟频率 (CLKFBOUT)： \text{CLKFBOUT} = \text{输入时钟频率} \times \text{CLKFBOUT_MULT_MMCM} CLKFBOUT=100 MHz×10=1000 MHzCLKFBOUT=100 MHz×10=1000 MHz

2. 计算每个CLKOUT的频率： 对于每个CLKOUT，我们使用相应的分频因子 CLKOUTx_DIVIDE_MMCM 来计算频率。

计算每个CLKOUT的频率：

• CLKOUT0: \text{CLKOUT0} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT0_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT0=1000 MHz3≈333.33 MHzCLKOUT0=31000 MHz​≈333.33 MHz

• CLKOUT1: \text{CLKOUT1} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT1_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT1=1000 MHz37≈27.03 MHzCLKOUT1=371000 MHz​≈27.03 MHz

• CLKOUT2: \text{CLKOUT2} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT2_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT2=1000 MHz40=25 MHzCLKOUT2=401000 MHz​=25 MHz

• CLKOUT3: \text{CLKOUT3} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT3_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT3=1000 MHz3≈333.33 MHzCLKOUT3=31000 MHz​≈333.33 MHz

• CLKOUT4: \text{CLKOUT4} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT4_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT4=1000 MHz3≈333.33 MHzCLKOUT4=31000 MHz​≈333.33 MHz

• CLKOUT6: \text{CLKOUT6} = \frac{\text{CLKFBOUT}}{\text{CLKOUT6_DIVIDE_MMCM}} CLKOUT6=1000 MHz6≈166.67 MHzCLKOUT6=61000 MHz​≈166.67 MHz

注意事项：

• 上述计算假设了输入时钟频率为100 MHz，如果输入时钟频率不同，需要相应地调整计算。
• 分频因子是MMCM参数中定义的，确保这些参数值与设计要求一致。
• 计算结果是基于理想条件的，实际频率可能受到FPGA内部时钟树和布线延迟的影响