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使用DDR4控制器实现多通道数据读写（四）

article 2025/3/21 0:59:14

在创建完DDR4的仿真模型后，我们为了实现异步时钟的读写，板卡中在PL端提供了一组差分时钟，可以用它通过vivado中的Clock Wizard IP核生成多个时钟，在这里生成两个输出时钟，分别作为用户的读写时钟，这样就可以用异步时钟来读写ddr4数据。今天我们来介绍vivado中的Clock Wizard IP核。
Clock Wizard IP核是 Xilinx Vivado Design Suite 中的一个时钟管理 IP核，主要用于FPGA设计中的时钟生成和管理。Clock Wizard 提供了丰富的时钟配置选项。
在基本配置中可以使用时钟输入（clk_in），时钟输出（clk_out），复位（reset），时钟锁（locked）等信号来完成Clock Wizard IP核的基本配置，其中locked用来指示输出的时钟是否稳定，当locked有效后方可使用输出时钟。
Clock Wizard IP核时钟输入的基本配置。

由于输入时钟为管脚输入的差分时钟，我们选择Differential clock capable pin，时钟频率为100MHz差分时钟。
在这里插入图片描述
根据需求可以自己勾选两组输出时钟，修改输出的时钟频率，在这里使用50MHz和100MHz作为两组输出时钟，将来可以分别作为读写DDR4的时钟。勾选上reset和locked，reset可以连接到复位管脚，locked作为输出时钟是否稳定的标志。在这里插入图片描述
点击OK，IP建立完成后，将IP例化到模块顶层中。

接下来我们通过仿真观察输出的时钟

可以看到当复位信号拉低后，过段时间会输出两组时钟，一组为100MHz，一组为50MHz，随后locked会拉高，表示输出时钟稳定，可以使用这两组时钟作为读写DDR4的时钟。
后边会使用两个fifo来缓存从ddr4读出的数据和将要写入ddr4的数据：
（1）、写DDR4的缓存fifo（wrfifo）使用100MHz时钟作为wrfifo的写时钟，使用DDR4输出的时钟作为wrfifo的读时钟。
（2）、读DDR4的缓存fifo（rdfifo）使用DDR4输出的时钟作为rdfifo的写时钟，使用50MHz时钟作为rdfifo的读时钟。
这样我们用这两个fifo来连接DDR4：
如果DDR4不满并且wrfifo不空，那么就将wrfifo中的数据写入DDR4中，当DDR4满后，停止向DDR4写数据，此时如果wrfifo没满，还可以将wrfifo写满。
当DDR4不空并且rdfifo不满时，将DDR4中的数据读出放到rdfifo中，当rdfifo满后，停止从DDR4读数据。
由此可见最大容量为DDR4+wrfifo+rdfifo。