インテル® Arria® 10 トランシーバーPHY ユーザーガイド

ID 683617
日付 4/20/2017
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ドキュメント目次

3.1.4. CMU PLL

クロック乗算ユニット (CMU) PLL は、各トランシーバー・チャネル内で局所的に存在します。 チャネルPLL の主な機能は、トランシーバー・チャネルで受信機のクロックおよびデータを回復することです。この場合、PLL はCDR (クロックおよびデータリカバリー) モードで使用されています。

チャネル1 またはチャネル4 のチャネルPLL がCMU モードに設定されている場合、チャネルPLL はそれ自身のチャネルのローカルCGB (クロック生成ブロック) を駆動することができ、チャネルは受信機として使用できなくなります。

トランシーバー・チャネル1 と4 からのCMU PLL は、同じトランシーバー・バンク内の他のトランシーバー・チャネルをドライブするために使用することができます。チャネル0、2、3、および5 のCDR がCMU PLL としてコンフィグレーションされることはできません。

6 Gbps より低いデータレートの場合、ローカルCGB 分周器を使用する必要があります (TX PMA タブ下のトランシーバーPHY IP のTX ローカル分周係数)。

図 170. CMU PLL ブロック図

入力リファレンス・クロック

CMU PLL の入力リファレンス・クロックは、リファレンス・クロック・ネットワークまたは受信入力ピンのいずれかから供給することができます。入力リファレンス・クロックは、差動信号です。PLL が正常に動作するには、デバイス起動時に入力リファレンス・クロックが安定し、かつフリーランニングである必要があります。リファレンス・クロックがデバイス起動時に使用できない場合、リファレンス・クロックが使用可能になった時点でPLL をリコンフィグレーションする必要があります。PLL キャリブレーションおよびCLKUSR クロック要件についての詳細は、キャリブレーションの項を参照してください。

注: CMU PLL キャリブレーションは、キャリブレーションが進行するためには安定しており、かつ利用可能でなければならないCLKUSR クロックによってクロッキングされています。CLKUSR クロックについての詳細は、キャリブレーションの項を参照してください。

リファレンス・クロック・マルチプレクサー (Refclk Mux)

refclk マルチプレクサーは、利用可能なさまざまなリファレンス・クロックソースからPLL への入力リファレンス・クロックを選択します。

N カウンター

N カウンターは、refclk マルチプレクサーの出力を分周します。 N カウンターを分割することは、ループ帯域幅が減少し、位相周波数検出器 (PFD) の動作範囲内の周波数を低減させる一助となります。使用できる分周係数は、1 (バイパス) 、2、4、および8 です。

位相周波数検出器 (PFD)

N カウンターブロックの出力部におけるリファレンス・クロック (refclk) 信号とM カウンターブロックの出力部におけるフィードバック・クロック (fbclk) 信号は、PFD への入力として供給されます。PFD の出力は、2 つの入力間の位相差に比例します。PFD は、フィードバック・クロック (fbclk) に入力リファレンス・クロック (refclk) を揃えます。リファレンス・クロックの立ち下がりエッジがフィードバック・クロックの立ち下がりエッジの前に発生したとき、PFD は「Up」信号を生成します。逆に、フィードバック・クロックの立ち下がりエッジがリファレンス・クロックの立ち下がりエッジの前に発生した場合には、PFD は「Down」信号を生成します。

チャージポンプおよびループフィルター (CP + LF)

PFD 出力は、VCO の制御電圧を生成するチャージポンプとループフィルターにより使用されます。チャージポンプは、PFD からの「Up」または「Down」パルスを電流パルスに変換します。電流パルスは、ロー・パス・フィルターを介してVCO 周波数をドライブする制御電圧にフィルターされます。

電圧制御オシレーター (VCO)

CMU PLL は、リング・オシレーター・ベースのVCO を備えています。 VCO の周波数範囲については、データシートを参照してください。

L カウンター

L カウンターは、CMU PLL によって生成された差動クロックを分周します。

M カウンター

M カウンターはPFD のフィードバック・パス内で使用されます。L カウンターの出力は、M カウンターに接続されています。L カウンターとM カウンターを合計した分周比は、PFD のフィードバック・パス全体の分周係数を決定します。

ロック検出器 (LD)

ロック検出器は、CMU PLL が目的とする出力の位相および周波数にロックされていることを示します。ロック検出器は、「Up/Down」位相をXOR し、M カウンターの出力とN カウンターの出力の位相が揃っていることを示します。

リファレンス・クロック (refclk) とフィードバック・クロック (fbclk) は、PCS のppm 検出器ブロックに送られます。周波数が高すぎる場合、周波数を低くするプレ分周器があります。