時鐘是每個 FPGA 設計的核心。如果我們正確地設計時鐘架構、沒有 CDC 問題并正確進行約束設計，就可以減少與工具斗爭的時間。

但對于某些應用，我們希望能夠更改某些IP中的時鐘頻率。其中一個例子是在圖像處理管道中，輸出分辨率可以動態變化，從而需要改變像素時鐘。

眾所周知，我們可以在 Zynq SoC 和 Zynq MPSoC 中使用結構時鐘并在運行時更改結構時鐘的頻率。但是，如果我們在 Zynq 或 ZYNQ MPSoC 中使用 FPGA 或 PL，我們仍然可以使用動態配置的時鐘向導在運行時更改頻率。

動態配置時鐘允許我們使用 AXI 接口在運行時更改時鐘頻率。

為了創建一個簡單的示例，我們將實例化PS并將動態配置時鐘IP連接到主 AXI 接口。我們將輸出時鐘連接到 IO 引腳，以便我們可以對其進行觀察并查看頻率的變化。

上面的時鐘是我們打算使用的最大頻率，這樣可以確保時序約束和時序性能正確。下圖是我們這次demo的最終設計。

接下來我們將在 Vitis 中開發軟件，并且將在設計中的 IP 下看到相關驅動及文檔。

開發這個IP的驅動和其他 AXI Lite 接口一樣，需要對IP寄存器空間進行寫入和讀取。

要更改時鐘頻率輸出，我們有兩種選擇。如果只生成一個時鐘，我們可以使用名為 SetRate 的函數。該函數將通過AXI Lite總線傳遞到IP中，IP會給出我們所需的頻率輸出，并計算必要的分頻器、乘法器和相位參數實現所需的輸出頻率。

然而，如果我們有多個時鐘，那么我們需要分別計算這些寄存器的值并單獨更新時鐘寄存器（每個時鐘有兩個寄存器）。

這里有個注意點就是在進行時鐘更改前最好等待IP鎖定到之前的頻率后再進行新操作。

更改頻率的代碼還是比較簡單的，如下：

#include
#include"platform.h"
#include"xil_printf.h"

#include"xclk_wiz.h"

XClk_WizClkWiz_Dynamic;
XClk_Wiz_Config*CfgPtr_Dynamic;

#defineXCLK_WIZARD_DEVICE_IDXPAR_CLK_WIZ_0_DEVICE_ID
#defineXCLK_US_WIZ_RECONFIG_OFFSET0x0000025C
#defineCLK_LOCK1

intmain()
{
init_platform();
intStatus;
print("HelloWorld

");

CfgPtr_Dynamic=XClk_Wiz_LookupConfig(XCLK_WIZARD_DEVICE_ID);
XClk_Wiz_CfgInitialize(&ClkWiz_Dynamic,CfgPtr_Dynamic,
CfgPtr_Dynamic->BaseAddr);

while(1){
XClk_Wiz_WriteReg(CfgPtr_Dynamic->BaseAddr,
XCLK_WIZ_REG25_OFFSET,0);
XClk_Wiz_SetRate(&ClkWiz_Dynamic,10);
XClk_Wiz_WriteReg(CfgPtr_Dynamic->BaseAddr,
XCLK_US_WIZ_RECONFIG_OFFSET,
(XCLK_WIZ_RECONFIG_LOAD|
XCLK_WIZ_RECONFIG_SADDR));
Status=XClk_Wiz_WaitForLock(&ClkWiz_Dynamic);
usleep(10000000);
XClk_Wiz_WriteReg(CfgPtr_Dynamic->BaseAddr,
XCLK_WIZ_REG25_OFFSET,0);
XClk_Wiz_SetRate(&ClkWiz_Dynamic,14);
XClk_Wiz_WriteReg(CfgPtr_Dynamic->BaseAddr,
XCLK_US_WIZ_RECONFIG_OFFSET,
(XCLK_WIZ_RECONFIG_LOAD|
XCLK_WIZ_RECONFIG_SADDR));
Status=XClk_Wiz_WaitForLock(&ClkWiz_Dynamic);
usleep(10000000);
}
cleanup_platform();
return0;
}

當然，我們也可以使用類似的方法，通過將時鐘頻率降低來實現不同功耗模式下 FPGA 的功耗，從而實現降低功耗的功能。

審核編輯：劉清