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浅谈ATE PLL 测试 --PLL IP 常见IO Pin 脚功能解析

时间:2025-07-21 19:09来源: FreyaW 半导体ATE测试 作者:ictest8_edit 点击:

 

了解PLL IP 常见IO PIN脚功效对 PLL IP 的ATE 调试至关重要,本文以以Xilinx PG065 IP 为例,根据PLL IP 的工作原理,详解各IO 功能。



基于PLL(锁相环)的工作原理和常见配置逻辑,Xilinx PG065 接口各引脚的作用及默认状态如下:


1. 复位与使能控制类引脚


· pll_cfg_rst_n_i

作用:异步复位信号(低电平有效),复位整个PLL配置逻辑

默认状态:1(高电平)(非复位状态)


· user_pll_en

作用:PLL全局使能信号(高电平有效),控制PLL是否工作

默认状态:0(禁用)

引脚 方向 内部结构 说明
pll_cfg_rst_n_i 输入 50kΩ 弱上拉电阻 默认高电平(复位无效),防浮空设计
user_pll_en 输入 100kΩ 弱下拉电阻 默认低电平(PLL禁用),防误触发

设计原理:复位和使能引脚通常采用防浮空设计。弱上拉确保未连接时保持安全状态(复位无效),弱下拉防止未初始化时意外使能。


2. 配置控制信号引脚

· pll_cfg_sel

作用:选择配置寄存器组(支持多组PLL参数时使用)

默认状态:0(低电平)(选择默认寄存器组)

· pll_cfg_start

作用:启动配置流程(高电平有效),触发PLL参数更新

默认状态:0(低电平)空闲状态

· refclk_sel

作用:选择PLL的参考时钟源(如外部晶振或内部时钟)

默认状态:通常为 0(低电平)(选择主参考时钟)

· mif_selection

作用:选择预存储的配置参数集(如MIF存储器索引)

默认状态:0(选择默认参数集)

引脚 方向 内部结构 说明
pll_cfg_sel 输入 100kΩ 弱下拉电阻 默认选择寄存器组0
pll_cfg_start 输入 100kΩ 弱下拉电阻 默认低电平(配置未启动)
refclk_sel 输入 50kΩ 弱上拉电阻 默认选择主参考时钟源
mif_selection 输入 100kΩ 弱下拉电阻 默认加载参数集0

⚡ 关键特性:所有配置控制引脚内置弱电阻网络(上拉/下拉),确保:

· 未连接时保持默认状态

· 低功耗设计(漏电流<1μA)

· 抗总线浮空干扰

3. 状态指示输出引脚

· pll_cfg_done

作用:配置完成标志(高电平有效),表示参数更新成功

默认状态:0(未完成)

· pll_recfg_in_progress

作用:重配置进行中标志(高电平有效),提示PLL正在更新参数

默认状态:0(空闲)

· pll_lock

作用:PLL锁定指示(高电平有效),表示输出时钟已稳定同步

默认状态:0(未锁定)
 
引脚 方向 内部结构 说明
pll_cfg_done 输出 推挽输出 + 高阻态使能 配置完成后输出高电平,空闲时高阻
pll_recfg_in_progress 输出 推挽输出(无高阻) 重配置期间持续驱动高电平
pll_lock 输出 开漏输出 + 外部需接1kΩ上拉 锁定后输出低电平,未锁定为高阻态

输出类型差异

· 开漏输出(如pll_lock):需外部上拉,支持线与逻辑,便于多PLL状态监测

· 推挽输出(如pll_recfg_in_progress):强驱动能力,抗干扰性强

· 高阻使能(如pll_cfg_done):总线空闲时断开连接,降低功耗

4. 数据接口引脚


· pll_cfg_data_in

作用:写入配置数据(如分频系数、倍频值)

默认状态:0(低电平)(无数据输入)

· pll_cfg_data_out

作用:读取PLL状态或配置寄存器的当前值

默认状态:高阻态或默认状态值(如全0)

引脚 方向 内部结构 说明
pll_cfg_data_in 输入 施密特触发器 + 50kΩ 弱下拉 抗噪声输入,默认低电平
pll_cfg-data_out 输出 三态输出 + 高阻态 读操作时驱动数据,空闲时高阻

电气特性

· 数据输入引脚内置施密特触发器(典型迟滞电压200mV),提高抗噪声能力

· 数据输出引脚在以下情况进入高阻态:
• pll_cfg_rst_n_i = 0 (复位中)
• user_pll_en = 0(PLL 禁用)
• 无读操作请求时

5. 参考时钟引脚

· pll_cfg_clk_i

作用:配置接口的时钟输入,用于同步配置数据的读写操作

默认状态:需外部提供时钟信号(无内部默认)

时钟输入必须由外部稳定驱动,IO内部无上拉/下拉电路

注意事项

· 未使用引脚处理

所有输入引脚必须外部拉至默认电平(如上拉refclk_sel,下拉pll_cfg_starrt)


输出引脚若未连接:


o 推挽输出(如pll_recfg_in_progress)可悬空

开漏输出(如pll_lock)必须外接上拉电阻(典型1-10kΩ)

· 信号完整性

关键输出引脚pll_lock建议串联22Ω电阻抑制振铃

配置时钟pll_cfg_clk_i需走50Ω阻抗匹配线
 
· ESD保护

所有用户可接触引脚(如pll_cfg_data_in)内置2kV HBM ESD二极管

工业级应用建议额外增加TVS管

 
 
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