QuartusII调用 PLL_IP核方法（Mega Wizard）

2024-06-02 19:45:38

【基本信息】

要求：调用PLL—IP核，50Mhz晶振输入，输出四路时钟不同信号：100Mhz，25Mhz，50Mhz(90°相位)，50Mhz（20%占空比）。

芯片型号：cyclone Ⅳ EP4CE10F17C8

平台工具：Quartus II 15.0 (64-bit)、Modelsim SE-64 10.4

【PLL_IP核简介】

IP核：ASIC或FPGA中预先设计好具有某种功能的电路模块，参数可修改，目的在于提高开发效率。

QuartusII软件下IP核调用方式：Mega Wizard插件管理器（常用）、SOPC构造器、DSP构造器、Qsys设计系统例化。

PLL（Phase Lockded Loop，锁相环）常用IP核之一，可对输入时钟信号进行任意分频、倍频、相位、占空比调整。Altera 模拟锁相环，优点：信号稳定度高，相位连续可调，延时连续可调；缺点：受温度、电磁辐射影响，可能失锁。

【PLL_IP核配置】

进入QuartusII，直接打开Mega Wizard插件管理器或者打开工具菜单栏下IP—catalog，PLL-ALTPLL。

1、配置第一步进行参数/模式设置。

注意模式区别：

源同步：使用于高速数据接口，若数据和时钟同时到达输入管脚，那么在 I/O 单元输入寄存器的数据与时钟端口，数据与时钟之间的相位关系保持不变。

无补偿：PLL 不对任何时钟网络进行补偿（允许延迟），相对 PLL 时钟输入，PLL 内部以及外部时钟输出均有相位偏移。

标准：内部时钟是与输入时钟管脚相位对齐，若连接外部时钟输出管脚，则外部时钟输出管脚会产生相对于时钟输入管脚的相位延迟，标准模式的时钟最好作用在寄存器上。

零延迟缓冲：外部时钟输出管脚与时钟输入管脚是相位对齐的，没有延迟，作用输出不建议作用寄存器。

2、配置信号输入和锁定输出设置：

3、Bandwidth/CSS和时钟切换这些高级属性配置跳过即可。

4、PLL Reconfiguration动态/动态相位重配置跳过。

5、输出时钟信号配置（重点），共可输出五路信号，输出勾选使能，按需配置频率、占空比、相位。

配置完成，继续下一步，如果采用modelsim外部仿真软件的话，可以看到所需的仿真库。

最后确认页面，左边图可看到PLL_IP产生了四路时钟信号和一路锁定信号，时钟信号参数类型很清楚。最后需要勾选inst.v实例化文件，方便后面调用IP核。

【PLL_IP核调用】

1、IP核调用

pll_ip_inst.v文件就是PLL_IP核实例模块，这里简单写个顶层文件调用即可，可以通过引脚配置上机测试下输出。

`module ip_pll(   
    input       sys_clk,   
    output      clk_100Mhz          ,
    output      clk_25Mhz           ,
    output      clk_50Mhz_90deg     ,
    output      clk_50Mhz_20DC      ,
    output      locked_sig
);

pll_ip	pll_ip_inst (
	.inclk0 ( sys_clk ),
	.c0 ( clk_100Mhz ),
	.c1 ( clk_25Mhz ),
	.c2 ( clk_50Mhz_90deg ),
	.c3 ( clk_50Mhz_20DC ),
	.locked ( locked_sig )
);
endmodule

对工程文件全编译，可以看到（下图），芯片资源的使用情况，EP4CE10F17C8有两个PLL，其他逻辑电路没有使用。

2、使用技巧

PLL_IP编辑好，后期修改有两种方式：第一种是在Quartus主页左上方Project Navigator-IP Components双击打开目标IP核，还有一种就是在Mega Wizard插件管理器，选择编辑现有IP核。

如果不小心把IP核删除了，只需重新添加目标IP核文件，后缀.qip（主文件）添加应用。需要复制现有IP核，只需打包IP核文件，后缀包括.v；inst.v；.qip；.ppf；greybox_tmp五个文件，然后添加应用到工程文件。

【PLL_IP核仿真】

在仿真结果中，首先可以观察到锁相环的锁定过程。在这个过程中，锁相环的输出信号（locked信号）会保持低电平状态，表示锁相环尚未锁定，各时钟信号输出会处于不定态，它们的值会随机变化或保持不变。稳定后，很明显看到频率、相位、占空比的调整情况。

Ps:如需要工程重要的文件，在个人博客首页Gitee仓库内可以得到。

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