GT Transceivers Wizard IP参数设置说明_far-pma loopback

1、IP核参数设置说明

1.1 GTX IP第二页设置

图 1 GTX IP Page 2 of 7

如图1：

1）协议设置

        ①在协议选择下拉菜单中选择相应数据协议，其中“Start from scratch”是无协议，相当于自定义数据帧格式。

        ②根据项目要求，设置数据速率“Line Rate”为10G；根据板上资源，选择参考时钟频率“Reference Clock”为200MHz。

        ③当不需要使用TX端时，可勾选“TX off”将其关闭；当不需要使用RX端时，可勾选“RX off”将其关闭。

2）BANK、参考时钟

        ①根据原理图，选择BANK115（即CHANNAL_X0Y0）；数据速率为10Gbps，只能选择QPLL。一般情况下会有两个参考时钟（REFCLK1 Q0、REFCLK0 Q0）可供选择；根据原理图，这里选择REFCLK1 Q0作为参考。

3）DRP设置

        DRP是Dynamic Reconfiguration Port的缩写，意为动态重新配置端口。

1.2 GTX IP第三页设置

图2 GTX IP Page 3 of 7

如图2：

1）TX、RX设置

        ①External Data Width是用户数据位宽，这里选择32Bits；

        ②信道编码选择8B/10B；

        ③根据①、②，IP内部数据位宽Internal Data Width为40Bits。

2）DRP时钟设置

        该时钟用于动态参数配置、复位状态机等。

3）编码选项（详见UG476 Table 3-7）

        ①TXBYPASS8B10B选项可以使数据每个字节绕过8B/10B编码；

        ②TXCHARDISPMODE、TXCHARDISPVAL选项用于控制running disparity（第三章第3节）；

        ③RXCHARISCOMMA是状态信号，在8B/10B模块检测到有效Comma时拉高；

        ④RXCHARISK是状态信号，在8B/10B模块检测到有效K码时拉高。

4）同步和时钟

        ①勾选Enable TX Buffer、Enable RX Buffer，处理不同时钟相位差问题；

        ②RXUSRCLK Source选择TXOUTCLK；

        ③TXPCSRESET、TXPMARESET分别复位TX PCS和TX PMA；RXPCSRESET、RXPMARESET、RXBUFRESET分别复位RX PCS、RXPMA、RX Buffer；

        ④TXSYSCLKSEL用于选择TX数据链路时钟和TXOUTCLK；RXSYSCLKSEL用于选择RX数据链路时钟和RXOUTCLK；

        ⑤TXRATE、RXRATE分别用于动态改变TX、RX速率；

        ⑥TXBUFSTATUS、RXBUFSTATUS分别指示TX Buffer、RX Buffer的空满状态；

        ⑦ RXCDRHOLD用于保持CDR回路固定；

        ⑧ CPLLPD用于关闭CPLL；QPLLPD用于关闭QPLL。

1.3 GTX IP第四页设置

图 3 GTX IP Page 4 of 7

如图3：

1）Comma检测设置

        ①勾选Decode valid comma only，只检测有效Comma；comma valid一般选择K28.5，即BC码。

        ②常用情况下Comma中只有一个K码，且K码位于Byte0，因此对齐方式选择Four Byte Boundaries（不用再手动对齐）。更多对齐方式见UG476 Figure 4-35。

        ③勾选ENPCOMMAALIGN，使能Plus Comma（BC码经过8B/10B编码后扩展为Plus Comma）检测对齐。ENMCOMMAALIGN使能Minus Comma检测对齐（Plus Comma与Plus Comma是位反的关系）。

        ④Comma Mask是掩码。如下图所示，检测器只检测Comma Mask（ALIGN_COMMA_ENABLE）为1的bit位。

图 4 Comma Pattern Masking

        ⑤Combine plus/minus commas选项会将MCOMMA与PCOMMA拼接为20bit（这个位宽取决于RX_DATA_WIDTH）的新Comma；同时在掩码的作用下用新的Comma进行检测对齐。

图5 Extended Comma Pattern Masking

        ④RXSLIDE使能手动对齐；

        ⑤RXBYTEISALIGN指示对齐模块在输入数据流中成功找到Comma和对齐数据；

        ⑥RXBYTEREALIGN指示数据流被重新对齐到新的位置；

        ⑦RXCOMMADET指示对其模块在输入数据流中找到Comma。

2）RX负载和均衡设置

        ①Differential Swing and Emphasis Mode选项中，若无固定协议，则选择Custom；

        ②RX Equalization是均衡选项；

        ③RX Termination是负载电压选择，用于阻抗匹配调节，根据实际匹配情况进行调试选择；

        ④TXPOLARITY、RXPOLARITY分别用于翻转TX、RX串行数据的极性；

        ⑤ TXINHIBIT拉高时，强制TXP为0、TXN为1。

        ⑥TXDIFFCTRL、TXPOSTCURSOR、TXPRECURSOR、TXMAINCURSOR用于发送端预加重；

        ⑦TXQPISENN、TXQPISENP、TXQPIBIASEN、TXQPIWEAKPUP、TXQPISTRONGPDOWN、RXQPIEN、RXQPISENN、RXQPISENP是QPI总线协议端口，详见UG476 Table3-30、Table4-1；

        ⑧RXLPMEN、RXDFELPMRESET、RXDFEAGCOVRDEN、RXLPMLFKLOVRDEN、RXLPMHFOVRDEN用于均衡器调节，详见UG476 Table4-10。

1.4 GTX IP第五页设置

图6 GTX IP Page 5 of 7

如图6：

1）回环模式

LOOPBACK选项提供4种回环模式（用于调试）。

图 7 Loopback Testing Overview

如图7，四种模式（详见UG476 Page91~92）如下：

        ①LOOPBACK[2:0] = 3’b001，模式选择Near-End PCS Loopback：该模式下RX Buffer必须被启用；RX XCLK被TX PMA并行时钟(TX XCLK)驱动。

        ②LOOPBACK[2:0] = 3’b010，模式选择Near-End PMA Loopback：在进入和退出该模式后需要GTRXRESET复位。

        ③LOOPBACK[2:0] = 3’b100，模式选择Far-End PMA Loopback：该模式下TX Buffer必须被启用，且TX Buffer的写操作被RX PMA并行时钟(TX XCLK)驱动。

        ④LOOPBACK[2:0] = 3’b110，模式选择Far-End PCS Loopback：该模式下，TXUSRCLK和RXUSRCLK必须被同一时钟源驱动，不能使用Gearbox。

2）通道绑定

        如XAUI、PCI Express等协议将多个串行收发器连接组合在一起，以创建一个更高吞吐量的通道。每个串行收发器连接称为一个lane。除非每个串行连接的长度完全相同，否则lane之间的偏移会导致数据在同一时间传输，但到达的时间不同。

        通道绑定通过使用RX Buffer作为可变延迟块，解决了不同lane之间的偏移。为了实现这个功能，TX发送端在发送的数据流中加入一个通道绑定序列，RX接收端根据每一个lane检测到的通道绑定序列在各自的RX Buffer做相应的调整和延迟，最终使得各个lane的数据不存在偏移。

3）时钟矫正

        RX Buffer用来处理恢复时钟XCLK与用户时钟RXUSRCLK之间的相位差。尽管两时钟的而频率相同，但总会存在小的频率差异。而XCLK和RXUSRCLK并不完全一样，如果不进行纠正，这种差异可能会累积起来导致Buffer最终上溢或下溢。

        为了进行纠正，发送端周期性的发送一个或多个特殊序列；在必要的时候，RX会在Buffer中删除或插入该序列。在Buffer将满时删除序列；在Buffer将空时插入序列。

        ①勾选Use Clock Correction使能时钟矫正模块；

        ②Sequence length选项设置时钟矫正序列长度。为了保证Comma对齐，序列长度必须满足如下关系：

图 8 有效的ALIGN_COMMA_WORD/CLK_COR_SEQ_LEN组合

如图8，当Comma为1字节时，Sequence length可以设为1、2或4字节；当Comma为2字节时，Sequence length可以设为2或4字节；当Comma为4字节时，Sequence length只能设为4字节。

        ③Use Two Clock Correction Sequences使能第二个时钟矫正序列，它与第一个序列共用位宽，但子序列不同；

        ④“PPM Offset +/-”用于设置RX Buffer将空/将满阈值（CLK_COR_MIN_LAT/ CLK_COR_MAX_LAT）。

1.5 GTX IP第六页设置

图 9 GTX IP Page 6 of 7

如图9：

        ①时钟矫正序列应该与Comma相同，例如图中Comma = 32’Hc5c5c5bc。

        ②在定义K码的下方勾选K Character。

        ③Inverted Disparity选项仅用于故意使用disparity error指示控制字符的协议。

        ④Don’t care选项该字节可以是任意数据。