MySOC USBHostとLCD制御を組込(10)
       動作周波数の限界を調べる

 以前の「USBHostとLCD制御を組込( 6)  いきなりLedOnOffプログラムを実行」に記録したものと同じLED点滅プログラムを使って動作周波数の限界を調べました。
 ここで使っているデザインウエーブマガジン(DWM)2003年10号付属FPGA基盤のFPGAは、アルテラ社のサイクロンFPGA (Cyclon FPGA)でスピードグレードはー8で、遅い部類のFPGAです。このFPGA内蔵のPLLを使って限界動作周波数を調べます。
 このFPGA内蔵のPLLは、16MHz以上で動作するので外部クロックを4MHzから24MHzの水晶発信器に換えて、PLLで36MHz、72MHz、144MHz、168MHz、192MHzに逓倍して確認しました。
 そこ結果は、168MHzまでは動作しましたが、192MHzでは動作しませんでした。
 4MHz、36MHz、72MHz、144MHz、168MHzの計算値と、シンクロスコープで見た波形を次に示します。計算通りの波形が観測出来ました。
以下の内容を整理した物をここに置きます。

●PLLを追加した構成

FPGA(Cyclon)内蔵のPLLをSPU81に組み込むのは、QuartusUのMegaWizardでPLLの設定して、次のコードをSpu81Sys.vファイルに追加しました。追加されたPLLは、自動的にFPGAのグローバルラインに接続されます。


// ********** Pll1 interface **********
assign Sys_Mclr = ~Sys_nMclr;
assign O_Sys_Osc = Sys_Osc;

Pll1 Pll1_1 (
.inclk0(I_ExtSysOsc), .areset(Sys_Mclr),

.c0(Sys_Osc), .locked(I_PllLocked)
);


 




●動作周波数の限界調査結果


 調査結果を表に示します。
 FPGA(Cyclon)に組み込んだ回路の動作周波数を調べたのは初めてです。
 回路が単純なのでしょうか、168MHz以上で動作するのは少し驚きでした。
 Cyclonは古い型なので、最新のCyclonでVではもっと期待できます。







●LED点滅プログラム

 以前の「USBHostとLCD制御を組込( 6)  いきなりLedOnOffプログラムを実行」に記録したものと同じLED点滅プログラムを参考に記録しました。



●MegaWizardでPLLを設定画面とコンパイル結果のサマリ

QuartusUのMegaWizardでPLLの設定画面です。

 


 QuartusUのコンパイル結果のサマリです。
 下のコンパイル結果のサマリには、PLLが使われたことが示されています。






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