エンベデッド・ペリフェラルIPユーザーガイド

ID 683130
日付 9/21/2020
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ドキュメント目次
1. 概要 2. Avalon® -ST Multi-Channel Shared Memory FIFOコア 3. Avalon® -STシングルクロックFIFOコアおよびデュアルクロックFIFOコア 4. Avalon® -STシリアル・ペリフェラル・インターフェイス・コア 5. SPIコア 6. SPI Slave to Avalon® Master Bridgeコア/JTAG to Avalon® Master Bridgeコア 7. インテル eSPIスレーブコア 8. eSPI to LPCブリッジコア 9. イーサネットMDIOコア 10. インテルFPGA 16550互換UARTコア 11. UARTコア 12. JTAG UARTコア 13. インテル FPGA Avalon® Mailboxコア 14. インテル FPGA Avalon® ミューテックス・コア 15. インテル FPGA Avalon® I2C (Master) コア 16. インテル FPGA I2C Slave to Avalon® -MM Master Bridgeコア 17. インテルFPGA Avalon® コンパクト・フラッシュ・コア 18. EPCS/EPCQAシリアル・フラッシュ・コントローラー・コア 19. インテルFPGAシリアル・フラッシュ・コントローラー・コア 20. インテルFPGAシリアル・フラッシュ・コントローラーIIコア 21. インテルFPGA汎用クアッドSPIコントローラー・コア 22. インテルFPGA汎用クアッドSPIコントローラーIIコア 23. インターバル・タイマー・コア 24. インテルFPGA Avalon FIFOメモリーコア 25. オンチップメモリー (RAMおよびROM) コア 26. Optrex 16207 LCDコントローラー・コア 27. PIOコア 28. PLLコア 29. DMAコントローラー・コア 30. Modular Scatter-Gather DMAコア 31. Scatter-Gather DMAコントローラー・コア 32. SDRAMコントローラー・コア 33. トライステートSDRAMコア 34. Video Sync GeneratorコアとPixel Converterコア 35. インテル FPGA Interrupt Latency Counterコア 36. パフォーマンス・カウンター・ユニット・コア 37. ベクトル割り込みコントローラー・コア 38. Avalon® -STデータ・パターン・ジェネレーター・コアとデータ・パターン・チェッカー・コア 39. Avalon® -STテスト・パターン・ジェネレーター・コアとテスト・パターン・チェッカー・コア 40. システムIDペリフェラル・コア 41. Avalon® Packets to Transactions Converterコア 42. Avalon® -STマルチプレクサー・コアとデマルチプレクサー・コア 43. Avalon® -ST Bytes to Packets ConverterコアとPackets to Bytes Converterコア 44. Avalon® -ST Delayコア 45. Avalon® -STラウンド・ロビン・スケジューラー・コア 46. Avalon® -ST Splitterコア 47. Avalon® -MM DDR Memory Half Rate Bridgeコア 48. インテル FPGA GMII to RGMIIコンバーター・コア 49. インテル FPGA MII to RMIIコンバーター・コア 50. インテルFPGA HPS GMII to TSE 1000BASE-X/SGMII PCSブリッジコア 51. インテル FPGA HPS EMAC to Multi-rate PHY GMIIアダプターコア 52. インテル FPGA MSI to GICジェネレーター・コア

32.7.4. 計算例

このセクションでは、Micron MT48LC4M32B2-7 SDRAMチップと、 Stratix®  II EP2S60F672C5デバイスをターゲットにしているデザインにおける信号ウィンドウの計算方法を示します。この例では、3サイクルのCASレイテンシー (CL)、および50MHzのクロック周波数を使用しています。デバイス上のすべてのSDRAM信号はI/Oセルに登録され、Fast Input RegisterおよびFast Output Registerのロジックオプションが インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアで有効にされています。
表 346.  Micron MT48LC4M32B2 SDRAMデバイスのタイミング・パラメーター
パラメーター 記号 -7スピードグレードでの値 (ns)
Min. Max.
CLKからのアクセスタイム (ポジティブエッジ) CL = 3 tAC(3) 5.5
CL = 2 tAC(2) 8
CL = 1 tAC(1) 17
アドレスのホールド時間 tAH 1
アドレスのセットアップ時間 tAS 2
CLKのHighレベル幅 tCH 2.75
CLKのLowレベル幅 tCL 2.75
クロックサイクル時間 CL = 3 tCK(3) 7
CL = 2 tCK(2) 10
CL = 1 tCK(1) 20
CKEのホールド時間 tCKH 1
CKEのセットアップ時間 tCKS 2
CS#、RAS#、CAS#、WE#、DQMのホールド時間 tCMH 1
CS#、RAS#、CAS#、WE#、DQMのセットアップ時間 tCMS 2
データ入力のホールド時間 tDH 1  
データ入力のセットアップ時間 tDS 2  
データ出力のハイ・インピーダンス時間 CL = 3 tHZ(3)   5.5
CL = 2 tHZ(2) 8
CL = 1 tHZ(1) 17
データ出力のロー・インピーダンス時間 tLZ 1
データ出力のホールド時間 tOH 2.5  

次のFPGA I/Oのタイミング・パラメーターの表は、関連するタイミング情報を示しています。この情報は、 インテル® Quartus® PrimeコンパイルレポートのTiming Analyzerセクションから取得しています。表中の値は、SDRAMに関連するすべてのデバイスピンにおける最大値または最小値です。これらの信号のレジスターはI/Oセルに配置されているため、デバイス上のSDRAMピンにおけるタイミングのばらつきは小さくなります (100ps未満)。

表 347.  FPGA I/Oのタイミング・パラメーター
パラメーター 記号 値 (ns)
クロック周期 tCLK 20
クロックから出力の最小時間 tCO_MIN 2.399
クロックから出力の最大時間 tCO_MAX 2.477
クロック後の最大ホールド時間 tH_MAX -5.607
クロック前の最大セットアップ時間 tSU_MAX 5.936

インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでデザインをコンパイルし、デザインのI/Oタイミングの情報を取得する必要があります。インテルFPGAデバイスファミリーのデータシートには、各デバイスの一般的なI/Oタイミングの情報が含まれていますが、 インテル® Quartus® PrimeのCompilation Reportでは、特定のデザインに対する最も正確なタイミング情報が提供されます。

コンパイルレポートに表示されるタイミング値は、フィット、ピンの位置、およびほかの インテル® Quartus® Primeのロジック設定などによって変わることがあります。 インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェアでデザインを再コンパイルする際は、I/Oタイミングが大幅に変化していないことを確認します。

次の例は、SDRAMクロックの最大遅延時間と最大先行時間の図で表されている計算を示しています。この例では、タイミング・パラメーターおよびFPGA I/Oのタイミング・パラメーターの表で示されている値を使用しています。

SDRAMクロックは、コントローラー・クロックに対して読み出し遅延または書き込み遅延の小さいほうの値分、遅延することが可能です。

読み出し遅延 = tOH(SDRAM) – tH_MAX(FPGA)

= 2.5 ns – (–5.607 ns) = 8.107 ns

もしくは

書き込み遅延 = tCLK – tCO_MAX(FPGA) – tDS(SDRAM)

= 20 ns – 2.477 ns – 2 ns = 15.523 ns

SDRAMクロックは、コントローラー・クロックに対して読み出し先行時間または書き込み先行時間の小さいほうの値分、先行することが可能です。

読み出し先行時間 = tCO_MIN(FPGA) – tDH(SDRAM)

= 2.399 ns – 1.0 ns = 1.399 ns

もしくは

書き込み先行時間 = tCLK – tHZ(3)(SDRAM) – tSU_MAX(FPGA)

= 20 ns – 5.5 ns – 5.936 ns = 8.564 ns

したがって、この例では、コントローラー・クロックに対するSDRAMクロックの位相を–8.107nsから1.399nsでシフトすることができます。このウィンドウの中央での位相シフトを選択すると、値 (–8.107 + 1.399)/2 = –3.35nsになります。