UltraScale系列在时钟架构上的升级

UltraScale架构的设备在时钟架构上有显著的创新，全局时钟缓冲器和局部时钟缓冲器之间的差异很小。因此，7系列的区域时钟缓冲器已被新的时钟缓冲器取代，这些新的时钟缓冲器具有更广泛的全局覆盖范围，同时自动利用局部时钟缓冲器进行时钟的局部分配。CMT模块由一个MMCM和两个PLL组成。MMCM与7系列家族非常相似，而PLL则为I/O PHY时钟提供了新特性，但在时钟设备其他部分的功能和连接性方面有所减少。

与7系列FPGA的关键差异

• 已从该架构中移除BUFMRs、BUFRs、BUFIOs及其相关的路由资源，并被新的时钟缓冲器、时钟路由和全新的I/O时钟架构所取代。
• BUFGCTRL及其衍生物仍然可用。新架构中引入了两种新的全局时钟缓冲器资源BUFGCE和BUFGCE_DIV。在局部时钟层面，新的BUFCE_LEAF时钟缓冲器提供了具有额外特性的局部垂直时钟。
• 添加了用于GT时钟分频的BUFG_GT缓冲器。
• 现在可用的是一种新的改进的时钟路由架构。现在有两种类型的全局路由轨迹，称为路由和分发。这两种类型的路由都在CR级别提供了可分段的时钟网络。这两种类型都可以由全局时钟缓冲器驱动。分发轨迹可以由路由轨迹或直接由时钟缓冲器资源驱动。分发轨迹提供了连接到UltraScale设备中所有时钟点的连通性。
• CMT现在有两个PLL而不是一个。
• MMCM与7系列设备中的MMCM相似。PLL具有与I/O PHY时钟相关的新特性。然而，与其他时钟相关的功能和连通性已经减少，与7系列FPGA相比。例如，PLL不支持相位补偿或外部反馈，输出较少，与PHY时钟共享电压控制振荡器（VCO），并且与其他特性相比，与7系列设备相比有所减少。因此，大多数客户应该使用MMCM进行一般时钟。然而，剩余的PLL也可以使用。
• MMCM输出时钟频率可以在不重置MMCM的情况下动态更改。
• 时钟区域的定义已经改变。时钟区域不再在水平方向跨越半个设备宽度。UltraScale架构的时钟区域具有固定宽度和高度的矩形形状，并以瓦片形式组织。水平和垂直时钟轨迹在时钟区域边界处分段。
• 时钟能力引脚（CC）已被全局时钟引脚（GC）所取代。此外，UltraScale+架构具有高密度（HD）I/O银行。这些银行包含四个全局时钟引脚，称为HDGC，可以连接到BUFGCEs。

本文参考自UG572