高速收发器（四）

通过前面的学习，我们对GTX的内部结构和工作原理已经有了一定的了解，但是通过文字的描述我们只能掌握一些基础知识，想要真正熟悉GTX还要通过具体的使用。

对于GTX的使用，第一步就是打开IP catalog然后搜索GT，找到下面的7 Series FPGAs Transcelvers Wizard之后双击打开，进入配置界面。

• GT Selection

此界面中的GT Type是固定的，我用的是K7的板子，因此固定就是GTX，而红框中的部分就是需要我们设置的，通过前面的学习，我们已经知道一个Qaud只有一个QPLL，红框中的上面一个选项表示将QPLL的控制放在IP的内部，用户不能自行控制，而下面一个选项表示将QPLL的代码放在IP核外面，方便后续扩展收发通道。

• Line Rate , RefClk Selection

Procotol ： 协议选择，可以选择一些常见的上层协议，比如Auraro 8b/10b,SATA等，由于本次实验是对GTX的使用，因此不选择任何上层协议。

TX : 这部分需要设置发送端的线速率，可以看到最高速率为8Gbps，因此将线速率设置为最高速率，参考时钟设置为125MHz，并且启用接收通道，即后面的TX off不打√。

RX ： 接收端的配置与发送端的配置相同。

Qaud Column ： 用于选择高速收发器在FPGA内部的位置，我的芯片固定在右侧，因此不用对齐进行更改。

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。

PLL Selection：由于线速率超过了6.6Gbps，因此选择QPLL作为发送通道和接收通道的时钟信号。

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：PRBS模式产生和检测功能经常用来验证信道质量测试。

在左下侧的框图中，可以选中相应的通道，然后勾选Use GT X0Y0，即可使用坐标为（X0,Y0）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，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。

• Encoding and Clocking

Extemal Data Width：用户数据位宽，如果线速率大于6.6Gbps，那么用户数据位宽可以设置为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。

Encoding：编码方式可以选择8B/10B，64B/66B，64B/67B，也可以选择不编码

Internal Data Width：内部数据位宽，即编码后的数据位宽，由于线速率大于6.6Gbps，因此此处的内部数据位宽只能设置为40。

接收通道与发送通道配置相同即可。

DRP System Clock Frequecy：默认即可。

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。TXBYPASS8B10B [ x] = 1，字节x绕过编码器。TXBYPASS8B10B [x] = 0，字节x使用编码器。

TXCHARDISPMODE、TXCHARDISPVAL：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。

RXCHARISCOMMA：高电平有效，表示RXDATA上显示的相应字节是K码。

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。

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。

同步模块的端口如下所示：一般不需要对该部分的端口进行更改，默认即可。

• Alignment Termination and Equalization

Use comma detection：启用接收端K码检测，用于标识数据流中的K码字符。

Decode valid comma only：启用接收逗号检测，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：表示要匹配的负差异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：根据自己的设计选择。

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。Differential Swing and Emphasis Mode：选择加重的模式，选择自定义模式即可。

Equalization Mode：设置接收通道的均衡模式，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。

其余端口的含义如下所示，根据自己的需求选择即可。

其余两页配置保持默认即可，但要注意打开回环模式。

• 仿真

生成好IP之后打开官方提供的例程即可进行仿真验证。仿真的时候遇到几个问题，首先就是接收端和发送端的用户时钟均为未知态，不知道是什么原因。

还有就是最开始仿真的时候接收端的数据没有对齐，我改了半天才发现问题出现在了IP核配置的第四页，即字节对齐那一页，

最开始我选择的是任意字节做为边界，就出现是上述问题，改为四字节后问题得到解决。

具体原因如下：因为每次接收的数据是32位也就是4字节，因此选择第三种对齐方式刚好可以满足字节对齐。

最终仿真结果如下：

本篇文章结合了网上的资源与一些自己的理解，如有问题请联系博主。