接上篇 SSI技术及调试中的BUFMR和BUFR布局布线问题

一.概述

本篇讲解的问题如下：

（1）为什么有的FPGA有128个BUFG？可是UG472官方文档写的是32个BUFG（详情见前一篇博客，关于时钟资源的介绍），以下是一个1140T的FPGA，有着128BUFG。

 

（2）BUFMR和BUFR的布局布线问题，该问题由第一个产生。

二.问题解析

       1.问题一

        首先要了解什么是SSI技术，SSI是Stacked Silicon Interconnect的缩写，即硅堆叠互联技术。Xilinx构建了带宽和容量等于或超过最大单片FPGA芯片的一种FPGA芯片，即具有SSI技术的FPGA。SSI技术使用带有微泵的无源硅插入器和通过硅通孔（TSV）将多个高度可制造的FPGA芯片（称为超级逻辑区（SLR））组合在一个封装中。该技术还允许不同类型的芯片或硅工艺在插入器上互连，这种结构称为异构FPGA。

        所以很明了，128个BUFG其实是该FPGA具有SSI硅叠加互连技术，将多个SLR组合在一个封装的结果，而UG472的32个BUFG说法是针对没有SSI技术的单片FPGA芯片。

Note：

        每个SLR有3个时钟区高。

        SLR之间有interposer clock backbone（插入器时钟主干道），32条全局时钟线能够穿过插入器时钟主干道，从而使一个SLR中的BUFG能够对FPGA中其他SLR进行驱动。

        从一个SLR通过interposer clock backbone到相邻SLR的时钟比工作在单个SLR内的时钟会有更多的偏斜。        

        2.问题二

        在项目中用到了117quad和118quad（如图一）的共8个GTH高速收发器，所用mac子系统使能了1588的功能。

        报错第六个和第七个mac子系统的BUFMR和BUFR布局布线通过不了。

        查阅官方文档发现，对于SSI的FPGA，BUFMR和BUFR只能置放在同一个SLR中（如图一），图一有4个SLR。

        问题解析：一个quad有4个BUFR和2个BUFMR，而使能1588的mac默认用的BUFMR驱动BUFR，BUFR驱动每个端口的RXOUTCLK，而对于一个quad有四个端口，BUFR是够用的，但是BUFMR不够用了。对于117quad，该quad会利用CMT backbone借用116quad的两个BUFMR去驱动BUFR,于是117quad的4个mac子系统（0到3）没有报错，而对于118quad，它的BUFMR不够用，它去借用119quad的BUFMR，但是119quad位于SLR3，118quad位于SLR2，所以违反了BUFMR和BUFR只能置放在同一个SLR中的规则，就会对6-7的mac子系统报错，因为4-5的mac子系统正好有BUFMR给他用（118quad本身有两个BUFMR）。

Note：

        CC IO引脚无法在另一个SLR中驱动CMT或BUFG。

        BUFMR不能驱动相邻SLR中的BUFR和BUFIO，即BUFMR和BUFR只能置放在同一个SLR中。

        BUFG和CMT不能跨越SLR进行连接，即BUFG不能驱动位于其他SLR的CMT。