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高速接口自用笔记:GT基础(三):IP配置

时间:2024-07-19 17:53:17浏览次数:11  
标签:发送 GT 高电平 IP 高速接口 端口 逗号 时钟 通道

参考:

https://mp.weixin.qq.com/s/vsWvH7DS9b0ZBE3NM-e88A

配置GT Selection界面

首先进入GT Selection配置界面,这个界面主要关注红框部分。

从前文对GT的时钟介绍可知,一个GT bank只有一个QPLL,红框部分表示把QPLL的代码放在IP外面实现,这样做的好处在于后续方便扩展收发器通道,便于二次开发。

Line Rate, Transceiver Selection界面

Line Rate, Transceiver Selection, and Clocki ng界面用于选择收发器位置和时钟,此页面左下图显示的可用收发器数量取决于所选的芯片型号和封装。

 

(1)、协议选择:在协议处可以选择各种协议

(2)、发送端口需要设置线速率、参考时钟频率、是否禁用接收通道。     

在本次设计中发送通道的线速率(Line Rate)设置为10Gbps,参考时钟频率(Reference Clock)设置为156.25MHz,启用接收通道。

可选的频率非常多,不同协议需要不同的线速率,而不同的线速率就需求不同的时钟;

100,125,150,156.25都是比较常用的时钟频率;

例如:SATA协议,其所需求的线速率是6Gbps,需要使用150MHZ的时钟;

万兆网则需要156.25MHZ的时钟

(3)、接收端口需要设置的参数与发送通道类似,接收通道的线速率(Line Rate)设置为10Gbps,参考时钟频率(Reference Clock)设置为156.25MHz,启用发送通道。

(4)、用于选择高速收发器bank在FPGA内部的位置,是否启用QPLL的DRP接口。

Use Common DRP:勾选后,用户可以通过DRP接口动态配置QPLL,修改QPLL的参考时钟来源等等信息。

(5)、PLL选择对于GTX来说,如果发送通道和接收通道的线速率小于6.5Gbps,那么可以使用QPLL也可使用CPLL,否则只能使用QPLL。

由于2和3处将线速率设置为10Gbps,因此此处只能使用QPLL生成的时钟作为发送通道和接收通道的时钟信号。

(6)、收发器通道选择,在左下侧的框图中,可以选中相应的通道,然后在6中勾选Use GT XmYn,即可使用坐标为(Xm,Yn)的收发器。

 

但是这种方式对于设计者来说并不方便,需要用户知道后续要使用通道在芯片中的坐标。

还有另一种方式也可以对通道位置进行修改,就是通过约束发送和接收通道的引脚,来确定使用的通道,并且约束引脚的优先级大于此处IP设置的位置,因此常用的方式是通过约束引脚来确定使用具体的收发器资源。

由此处可知,可以在一个IP中勾选多个通道,这种方式也行,但是更加常用的方法是生成单通道的IP,需要使用多通道时,多次例化该IP即可,这也是为什么需要把QPLL放在IP外部的原因,防止将QPLL多次例化。

其中TX Clock Source用于确定发送通道的时钟来源,

在前文分析过QPLL和CPLL的时钟只能来自GT bank的差分时钟引脚,因此TX Clock Source只能来自参考时钟0管脚或者参考时钟1管脚输入的差分时钟。

RX Clock Source和TX Clock Source是来自同一个QPLL或者CPLL输出时钟,因此设置需要保持一致。

 

Advanced Clocking Option:勾选后,可以把所有的参考时钟端口开放给用户,用于动态时钟切换。

PRBS pattern generator and check:伪随机序列(Pseudo-random bit sequences,PRBS),频谱接近白噪声,一般用于高速串行通信通道传输的误码率测试。相关的设置端口如下所示,原理与M序列类似。

PRBS模式产生和检测功能经常用来验证信道质量测试。(用于测试眼图和误码率等)

Encoding and Optional Ports界面

如下图所示,对Encoding and Optional Ports界面进行配置,主要完成接收端编码、接收端解码、发送通道内部和接收通道内部同步数据的方式。

(1)、发送通道的用户数据位宽及编码方式配置如果线速率大于6.5Gbps,

那么用户数据位宽(Extemal Data Width)可以设置为32或者64位,否则用户数据位宽可以设置为16、20、32、40、64、80位。

编码(Encoding)可以使用8B/10B、64B/66B、64B/67B,也可以不使用编码方式。

线速率也会影响通道内部数据传输位宽的设置,如果线速率大于6.5Gbps,那么内部数据位宽(Internal Data Width)只能设置成40位,否则可以设置位16、20、32、40位。(只有四字节模式可以满足需求)

(Extemal Data Width)与(Internal Data Width)的相关问题在讲解发送通道的时候讲解过,需要了解的可以前往查看。

(2)、接收通道的解码方式和数据位宽设置,与发送端保持一致即可,当然接收端和发送端的(Internal Data Width)不一致也不会影响数据传输,这个位宽是通道内部的一个位宽。

(3)、DRP System Clock Frequecy:设置DRP接口的时钟频率,这个时钟对来源没有要求,因为是配置端口嘛,对速率一般没有要求。因此选中常用的100MHz系统时钟即可。

(4)、与编码相关的可选端口

表1 编码相关的可选端口

端口

含义

TXBYPASS8B10B

允许字节交错数据以每字节为基础旁路8B / 10B编码器,高电平有效。TX8B10BEN必须为高此信号才有用。(常用于Debug和查找错误)

TXBYPASS8B10B [ x] = 1,字节x绕过编码器。

TXBYPASS8B10B [x] = 0,字节x使用编码器。

TXCHARDISPMODE

在启用8B/10B编码时,这两个选项同时勾选可以在字节编码前将运行不一致性强制为正;只勾选“TXCHARDISPMODE”选项可以在字节编码前将运行不一致性强制为负;只勾选“TXCHARDISPVAL”选项时可以在字节编码前将运行的差异性反转;不勾选“TXCHARDISPMODE”和“   TXCHARDISPVAL”时可以保持运行的差异性不变。当发送通道不启用8B/10B编码时,可以利用“TXCHARDISPMODE”和“   TXCHARDISPVAL”扩展端口位宽。(Debug和协议反转)

TXCHARDISPVAL

RXCHARISCOMMA

高电平有效,表示RXDATA上显示的相应字节是K码。comma,可能是特殊K码(此时断言)

RXCHARISK

高电平有效,当启用8B / 10B解码时,RXDATA上显示的相应字节为K字符。(都是检测K码)

 

(5)、发送通道的同步设置在前文讲解发送通道时,

经过这部分内容,可以使用buffer或者对齐电路来同步数据,buffer的劣势在于延迟比较大,对齐电路需要用户自己设计这部分电路,难度比较大。

本文将发送端的buffer使能(勾选Enable TX Buffer),

将PCS并行时钟域的时钟源(TXUSRCLK Source)设置为IP输出的时钟TXOUTCLK,并且勾选TXOUTCLK来源于发送通道的PLL参考时钟信号。

(6)、接收通道的同步设置这部分内容与发送端也是类似的,只不过接收端的是弹性Buffer,相比发送端的buffer功能更多,详细内容可以查看接收通道弹性buffer部分。

注意接收通道PCS并行时钟域(RXUSRCLK Source)也可以设置为TXOUTCLK。

 (7)、复位相关的可选端口

表2 复位相关的可选端口

端口

含义

TXPCSRESET

发送通道PCS复位信号,高电平有效。

TXPMARESET

发送通道PMA复位信号,高电平有效。

TXSYSCLKSEL

选择驱动TX数据路径的参考时钟源。

TXRATE

传输速率改变端口,该端口动态控制TX串行时钟分频器D的设置,并与TXOUT_DIV一起使用,具体含义参考发送通道的时钟讲解。

TXBUFSTATUS

TX buffer的状态,TXBUFSTATUS[1]为高电平表示TX buffer溢出或下溢状态。TXBUFSTATUS [0]表示TX buffer充满度,高电平表示TX buffer至少半满。

TX8B10BEN

高电平表示启用8B / 10B编码器。

RXPCSRESET

接收通道PCS复位信号,高电平有效。

RXPMARESET

接收通道PMA复位信号,高电平有效。

RXSYSCLKSEL

选择驱动RX数据路径的参考时钟源。

RXRATE

接收速率更改端口,类似于TXPATE。

RXBUFSTATUS

指示接收通道弹性buffer的状态:当检测到错误条件时,建议RX弹性缓冲器复位。

000b:在正常范围内

001b:缓冲区中的字节数小于CLK_COR_MIN_LAT

010b:缓冲区中的字节数大于CLK_COR_MAX_LAT

101b:RX弹性缓冲器下溢

110b:RX弹性缓冲区溢出

RXBUFRESET

接收通道弹性buffer复位信号,高电平有效。当接收通道弹性buffer被旁路时,不能勾选此选项。

RXCDRHOLD

保持CDR控制循环冻结。

CPLLPD

CPLL掉电接口。

QPLLPD

QPLL掉电接口。

CLKRSVD

OOB电路时钟信号。

PART
04Alignment, Termination界面

Alignment, Termination, and Equalization界面配置如下图所示,主要包括逗号对齐和均衡处理两个部分。

图5 配置Alignment, Termination, and Equalization界面

(1)、逗号相关设置Use Comma Detection:启用接收K码检测,用于标识数据流中的K码字符和SONET框架字符。

Decode Valid Comma Only:启用接收逗号检测时,将检测限制在特定的已定义逗号字符,即K28.1或K28.5。

Comma Value:选择标准逗号模式或用户定义的模式之一以输入自定义模式。

Plus Comma:表示要匹配的正差异K码的10位二进制模式(RD+),模式的最右边位是串行到达的第一位。

Minus Comma:表示要匹配的负视差K码的10位二进制模式,模式的最右边位是串行到达的第一位。

Comma Mask:10位二进制模式,表示逗号匹配模式的掩码。

1表示要匹配逗号模式中的相应位,0表示不关心逗号模式中的相应位。

Align to...可以选择Any Byte Boundary、Two Byte Boundary、FourByte Boundary等选项,一般保持默认设置即可。

Any Byte Boundary:检测到逗号时,使用逗号模式将数据流与最近的字节边界对齐。

Two Byte Boundary:检测到逗号时,使用逗号模式将数据流与2字节边界对齐。

FourByte Boundary:检测到逗号时,使用逗号模式将数据流与4字节边界对齐。

Combine plus/minus commas:表示使用双逗号检测功能。

下表是逗号检测可选的一下信号,作为辅助控制或者检测。

表3 逗号对齐可选端口

选项

含义

ENPCOMMAALIGN

高电平有效,当检测到K码(RD+)模式时,启用字节边界对齐过程。

ENMCOMMAALIGN

高电平有效,当检测到K码(RD-)模式时,启用字节边界对齐过程

RXSLIDE

高电平有效,每次置位都会将字节对齐调整一位,优先于普通逗号对齐。

RXBYTEISALIGN

高电平有效,表示接收端已经完成字节对齐。

RXBYTEREALIGN

高电平有效,表示接收端正在进行字节对齐。

RXCOMMADET

高电平有效,表示逗号对齐逻辑在数据流中检测到逗号模式。

(2)发送端加重、接收端均衡设置

Differential Swing and Emphasis Mode表示选择加重的模式,xilinx提供了一些加重模式,本文选择自定义模式即可,如下图所示。

 Equalization Mode:

设置接收通道的均衡模式,根据接收通道的讲解,一般设置为LPM就行。

Automatic Gain Control:设置接收器的自动增益控制,设置为自动即可。

 Termination Voltage:

有GND、Floating、AVTT、可编程等几个选项。

其中GND会使内部终端网络接地,

Floating可隔离网络,

AVTT会将内部参考电压源应用于终端网络,

选择可编程选项后,可以通过更改Trim Value的值修改接收通道终端网络的电压。

之后就是一些可选的端口,一般会勾选极性翻转信号,

TXPRECURSOR、TXPOSTCURSOR、TXDIFFCTRL等信号。

这些可选信号的含义如下表所示。

表4 加重等可选信号含义

选项

含义

TXPOLARITY

用于发送通道的差分引脚极性翻转,高电平有效。

TXINHIBIT

强制变送器输出处于稳定状态,高电平有效。

TXDIFFCTRL

发送通道的摆幅控制。(幅值电压是多少)

TXPOSTCURSOR

TXPOSTCURSOR端口。

TXPRECURSOR

TXPRECURSOR端口。

TXMAINCURSOR

高电平有效信号可启用QPI偏置。

TXQPISENN

传输QPI端口(负极性)。

TXQPISENP

传输QPI端口(正极性)。

TXQPIBIASEN

高电平使能QPI偏置。

TXQPIWEAKUP

QPI高电平有效信号发送器。

TXQPISTRONGPDOWN

传输QPI掉电端口。

RXPOLARITY

反转接收数据信号的极性,高电平有效。

RXDFELPMRESET

复位接收DFE/LPM模块。

RXDFEAGCOVRDEN

DFE AGC覆盖的高电平有效信号。

RXLPMLFKLOVRDEN

接收低通覆盖使能端口。

RXQPIEN

禁用QPI协议的接收端接。

RXQPISENN

检测输出在MGTRX N引脚上的电平状态。

RXQPISENP

检测输出在MGTRX P引脚上的电平状态。

RXLPMEN

高电平启用带有自适应线性均衡器的LPM模式,低电平启用高性能DFE模式使能。

标签:发送,GT,高电平,IP,高速接口,端口,逗号,时钟,通道
From: https://www.cnblogs.com/VerweileDoch/p/18312025

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