DPLL设置
为了满足ITU-T G.813 SEC、ITU-T G.8262 EEC或Telcordia GR-1244 stratum 3时钟同步要求,必须对DPLL进行以下设置:
DPLLCR6.AUTOBW=0
DPLLCR6.LIMINT=1 (复位默认值)
DPLLCR1.UFSW=1
DPLLCR4.LBW=00111 (将带宽设置为0.06Hz或更低)
DPLLCR6.PBOEN=1 (复位默认值)
DPLLCR5.FLEN=0
此外,建议进行如下设置:
HRDLIM[15:0]=421Eh,DPLL频率限制为±9.5ppm
DPLLCR5.FLLOL=1 (复位默认值),达到HARDLIM时导致DPLL失锁
DPLLCR2.HOMODE=10,MINIHO=10,指定使用5.8min保持平均
DS314xx_1Hz.mfg初始化脚本对DS314xx IC的DPLL1进行配置,满足上述必要设置和推荐配置。
锁定至1Hz输入时钟时重新定义寄存器字段
PHASE字段
DPLL锁定至1Hz输入时钟时,PHASE字段被重新定义,单位为纳秒,分辨率为1ns。DPLL锁定至kHz或MHz量级的输入时钟时,PHASE寄存器说明请参考数据资料。
FINELIM和COARSELIM字段
DPLL锁定至1Hz输入时钟时,FINELIM字段没有任何意义,必须将其忽略。COARSELIM字段规定DPLL的相位限制。此外,COARSELIM被重新定义,所以DPLL的相位门限为2COARSELIM × 32ns。一旦PHASE字段的数值超过该相位门限,PLL1SR或PLL2SR中的PALARM状态置位。DPLL状态机则立即转换至失锁状态。DPLL锁定至kHz或MHz输入时钟时,FINELIM和COARSELIM字段说明请参考数据资料。
1Hz信号的外部监测要求
外部监测
DS314xx输入时钟监测逻辑不能监测1Hz输入时钟。此外,DS314xx DPLL不能因为缺少有效的1Hz输入时钟(即没有时钟沿)或频偏而失效。如果需要监测1Hz输入时钟的有效信号和/或频率,则必须在DS314xx器件外部增加监测功能。
对于来自系统或子系统(GPS接收机或IEEE 1588等从设备)的1Hz信号,系统可能已经对1Hz信号源进行了必要监测。这种情况下,系统软件可从信号源接收时钟的状态信息,并且利用相应的VALCR位控制1Hz时钟的有效工作或禁止。
如果系统没有对1Hz信号源进行必要监测,则可在FPGA逻辑电路中构建监测电路。将来自DS314xx的高速时钟信号(例如50MHz或100MHz)连接至FPGA。FPGA内部逻辑电路可在每个1Hz时钟周期内对高速时钟信号进行计数。如果使用100MHz时钟信号时,以这种方式测量频率时,分辨率可以达到0.01ppm。如果发现测得的频率过高或过低,FPGA的监测逻辑电路可以指示频率超出技术指标。随后,系统软件即可利用DS314xx器件中的VALCR位禁止1Hz时钟操作。
工作在1Hz时钟时,如果将VALCR位清零,DPLL将自动锁定到下一优先级的有效输入时钟;如果没有其它时钟,则可切换到保持状态。其它输入可以是1Hz或更高频率的任意时钟。
1Hz输入时钟无效时,DS314xx DPLL的工作状况
DPLL锁定到一个停止翻转(例如电缆断开)的1Hz输入时钟时,DPLL不能快速识别时钟没有翻转。这是因为信号出现时,DPLL每秒只能接收到一个相位更新。DPLL在数秒内才能退出锁存状态,并且可能在PreLOCked/Prelocked2、锁存、失锁状态之间切换状态,不会进入保持状态。
当DPLL退出锁存状态(如果使能,会在DS314xx INTREQ引脚产生中断请求),系统软件应该有所反应,判断1Hz信号故障,然后清除VALCR位。此时,允许DPLL切换到下一个有效输入,或在没有其它输入时钟的情况下进入保持状态。