Spartan-3A DCM を veritak で動作確認してみた。

Spartan-3A スターターキットの PDF の資料やアプリケーションノートなど見てますが
基本クロックは、50MHzの水晶が原発ですが、それ以外の
クロックが欲しいときは、DCM(Digital Clock Manager)を使用するようです。
ということで、DCM を使用する準備として veritak で確認してみました。

  • CORE Generator で DCM のコードを GUI で生成
  • テスト用の Verilog コードを書いてみる
  • veritak(シェアウェア版)でシミューレーションしてみる

CORE Generator を起動して DCM のコアを作成してみました。
今回は、 FPGA Features and Design -> Clocking -> Spartan-3E, Spartan-3A -> Single DCM_SP
とファンクションを選択して、DCM作成です。
今回は、CLK0以外に、90度づつ位相ずれた CLK90, CLK180, CLK270 なども
出力するようにしてみました。

また、PDF 文書にあった推奨リセット回路(シフトレジスタでワンショットパルスを出す)も追加しました。

生成された DCM モジュール

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Copyright (c) 1995-2008 Xilinx, Inc.  All rights reserved.
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//   ____  ____ 
//  /   /\/   / 
// /___/  \  /    Vendor: Xilinx 
// \   \   \/     Version : 10.1.03
//  \   \         Application : xaw2verilog
//  /   /         Filename : dcm_test01.v
// /___/   /\     Timestamp : 04/21/2009 13:34:03
// \   \  /  \ 
//  \___\/\___\ 
//
//Command: xaw2verilog -st C:\mkusunoki\\dcm_test01.xaw C:\mkusunoki\\dcm_test01
//Design Name: dcm_test01
//Device: xc3s700a-4fg484
//
// Module dcm_test01
// Generated by Xilinx Architecture Wizard
// Written for synthesis tool: XST
`timescale 1ns / 1ps

module dcm_test01(CLKFB_IN, 
                  CLKIN_IN, 
                  RST_IN, 
                  CLKIN_IBUFG_OUT, 
                  CLK0_OUT, 
                  CLK90_OUT, 
                  CLK180_OUT, 
                  CLK270_OUT, 
                  LOCKED_OUT);

    input CLKFB_IN;
    input CLKIN_IN;
    input RST_IN;
   output CLKIN_IBUFG_OUT;
   output CLK0_OUT;
   output CLK90_OUT;
   output CLK180_OUT;
   output CLK270_OUT;
   output LOCKED_OUT;
   
   wire CLKFB_IBUFG;
   wire CLKIN_IBUFG;
   wire CLK0_BUF;
   wire CLK90_BUF;
   wire CLK180_BUF;
   wire CLK270_BUF;
   wire GND_BIT;
   
   assign GND_BIT = 0;
   assign CLKIN_IBUFG_OUT = CLKIN_IBUFG;
   IBUFG CLKFB_IBUFG_INST (.I(CLKFB_IN), 
                           .O(CLKFB_IBUFG));
   IBUFG CLKIN_IBUFG_INST (.I(CLKIN_IN), 
                           .O(CLKIN_IBUFG));
   BUFG CLK0_BUFG_INST (.I(CLK0_BUF), 
                        .O(CLK0_OUT));
   BUFG CLK90_BUFG_INST (.I(CLK90_BUF), 
                         .O(CLK90_OUT));
   BUFG CLK180_BUFG_INST (.I(CLK180_BUF), 
                          .O(CLK180_OUT));
   BUFG CLK270_BUFG_INST (.I(CLK270_BUF), 
                          .O(CLK270_OUT));
   DCM_SP DCM_SP_INST (.CLKFB(CLKFB_IBUFG), 
                       .CLKIN(CLKIN_IBUFG), 
                       .DSSEN(GND_BIT), 
                       .PSCLK(GND_BIT), 
                       .PSEN(GND_BIT), 
                       .PSINCDEC(GND_BIT), 
                       .RST(RST_IN), 
                       .CLKDV(), 
                       .CLKFX(), 
                       .CLKFX180(), 
                       .CLK0(CLK0_BUF), 
                       .CLK2X(), 
                       .CLK2X180(), 
                       .CLK90(CLK90_BUF), 
                       .CLK180(CLK180_BUF), 
                       .CLK270(CLK270_BUF), 
                       .LOCKED(LOCKED_OUT), 
                       .PSDONE(), 
                       .STATUS());
   defparam DCM_SP_INST.CLK_FEEDBACK = "1X";
   defparam DCM_SP_INST.CLKDV_DIVIDE = 2.0;
   defparam DCM_SP_INST.CLKFX_DIVIDE = 1;
   defparam DCM_SP_INST.CLKFX_MULTIPLY = 4;
   defparam DCM_SP_INST.CLKIN_DIVIDE_BY_2 = "FALSE";
   defparam DCM_SP_INST.CLKIN_PERIOD = 20.000;
   defparam DCM_SP_INST.CLKOUT_PHASE_SHIFT = "NONE";
   defparam DCM_SP_INST.DESKEW_ADJUST = "SYSTEM_SYNCHRONOUS";
   defparam DCM_SP_INST.DFS_FREQUENCY_MODE = "LOW";
   defparam DCM_SP_INST.DLL_FREQUENCY_MODE = "LOW";
   defparam DCM_SP_INST.DUTY_CYCLE_CORRECTION = "TRUE";
   defparam DCM_SP_INST.FACTORY_JF = 16'hC080;
   defparam DCM_SP_INST.PHASE_SHIFT = 0;
   defparam DCM_SP_INST.STARTUP_WAIT = "FALSE";
endmodule

作成してみたテストベンチ

`default_nettype none
`timescale 1ns / 1ns

module dcm_test01_testbench;

reg CLK50MHz;
reg RST_IN;
wire CLKIN_IBUFG_OUT;
wire CLK0_OUT;
wire CLK90_OUT;
wire CLK180_OUT;
wire CLK270_OUT;
wire LOCKED_OUT;

dcm_test01 dcm01 (
	.CLKFB_IN(CLK0_OUT),
	.CLKIN_IN(CLK50MHz),
	.RST_IN(Q),
	.CLKIN_IBUFG_OUT(CLKIN_IBUFG_OUT),
	.CLK0_OUT(CLK0_OUT),
	.CLK90_OUT(CLK90_OUT),
	.CLK180_OUT(CLK180_OUT),
	.CLK270_OUT(CLK270_OUT),
	.LOCKED_OUT(LOCKED_OUT)
	);

wire Q;
//defparam U1.INIT = 16'h000F;
SRL16 #(16'h000F) U1 (
	.Q(Q),
	.A0(1),
	.A1(1),
	.A2(1),
	.A3(1),
	.CLK(CLK50MHz),
	.D(0)
);

// クロック
initial
begin
	CLK50MHz = 0;
	forever #10 CLK50MHz = ~CLK50MHz;
end

initial
begin
	#1600
	$finish;
end

always
	$monitor($time, "clkin=%b reset=%b clk0=%b clk90=%b clk180=%b clk270=%b locked=%b\n", CLK50MHz, RST_IN,CLK0_OUT,CLK90_OUT,CLK180_OUT,CLK270_OUT,LOCKED_OUT);
endmodule

で、veritakでシミューレーションしてみましたところ、各種クロックと、リセットに反応すること、と
クロックのロック状態も表示されたので実際にインプリする場合もちょっと安心ということで

にしても、ついでで DDR2 SDRAM も MIG で作成してみて veritak してみましたところ
これも動きそうな感じではあります。が、UG086 に書いてる使いかたが
まだよく理解出来ないのと、DDR/DDR2 な SDRAM の基本もわかってないので
これから余裕が出来れば、使ってみたいですね。
とりあえず、picoblaze を先に使用したいです。

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