沧小海深入剖析xilinx的GTP/GTX核，掌握高速串行收发机制——第四章 GTP的复位逻辑_gtx失锁

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第四章 GTP的复位逻辑

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总的来说，GTP的复位就是你想怎么复位都可以，支持整体复位，单个组件复位。我们也可以不复位，核不会因为我们没有进行软复位就不对核进行复位，在上电之后会自动进行一系列的复位，不随你的意志而转移。可以说GTP核复位做得非常的灵活、全面，但也因此多了非常多的复位相关信号。

本章节不会按照《GTP的时钟结构》那般细说每个信号了，因为涉及到了单个组件，而单个组件的介绍会在后文进行，所以复位相关的逻辑也会随组件的介绍来阐述，本文主要介绍GTP核上电后必须进行的复位逻辑，在核内部主要设计如下两个模块的内容，其实这两个模块的内容差别不大，了解一个另外一个也大概清楚了。

         涉及到的对外接口信号如下所示，一共六个，分别对应发送模块和接收模块的复位输入与输出。              

         首先来说第一部分，发送部分的复位逻辑。也就是“gtp_core_TX_STARTUP_FSM.v”这个模块。如下图所示，有用的信号很少，才12个，我们先看下每个信号的含义，在来分析模块内部的逻辑。

我对接口信号进行了简单的分类，可分如下7类

1、STABLE_CLOCK和TXUSERCLK：

两个时钟，第一个是系统时钟，第二个是“gtp_core_GT_USRCLK_SOURCE”产生的用户时钟，对该时钟的描述详见第三章，也可以简单的理解为两个时钟。

2、SOFT_RESET：

用户接口的软复位，高电平有效，我们可以再任何时刻将其拉高，对整个发送模块进行复位。

3、PLL0_RESET、PLL0REFCLKLOST和PLL0LOCK

第一个是对“gtp_core_common”模块的复位信号，第二、三分别是该模块的状态，也就是我们上文说的非常重要的“GTPE2_COMMON”这个原语的复位。

4、GTTXRESET和TXRESETDONE

第一个是对“GTPE2_CHANNEL”发送通道的复位，第二个是复位完成信号。

5、MMCM_RESET和MMCM_LOCK

第一个是对“gtp_core_GT_USRCLK_SOURCE”模块的发送部分PLL的复位，第二个自然是复位完成锁相信号。

6、TX_FSM_RESET_DONE

本模块的复位状态机执行完成，复位完成。

7、TXUSERRDY

拉高表示TXUSRCLK和TXUSRCLK2稳定，复位完成，是告知“GTPE2_CHANNEL”发送模块的。

有没有发现什么呢？这些接口就是对GTP核主要模块的复位以及相应的复位完成信号，由此，也大致了解该模块干什么了，就是对各个模块进行逐个复位。由下图所示，在FPGA上电后，首先是对PLL进行复位，也就是“GTPE2_COMMON”，然后对“GTPE2_CHANNEL”复位，完成后既可以正常运行。

然后我们打开该模块翻一番，内容还真不是，但看到有下面一段注释，优秀啊！！复位状态机每部干什么都写得清清楚楚，所以我们就应该多看别人的代码，多看优秀的代码，会对自己水平的提升大有裨益，这点我深有体会。

这个模块主要内容就是状态机，当我们把这个状态机搞懂了，也就明白这个模块的工作逻辑了。好了，接下来看看人家说了什么吧。

0、“INIT”

在上电500ns后启动复位如下图 ，如果有软复位，就一直是0，当释放软复位就开始计数，直到计数到“WAIT_MAX”，将init_wait_done拉高，随后复位状态机开始工作，从INIT状态跳转到“ASSERT_ALL_RESETS”状态。

         我们看下仿真，确实，如上述代码

1、“ASSERT_ALL_RESETS”

从这个状态机的名字也能看出来，是置复位，也就是给“GTPE2_COMMON”、“GTPE2_CHANNEL”和“MMCM” 置复位信号。如下代码红色框图中，对“GTPE2_CHANNEL”和“MMCM”的复位信号是直接置一，而对“GTPE2_COMMON”的复位需要满足一定条件，就是“refclk_lost==0”，“refclk_lost”为高电平表示PLL失锁。所谓的失锁就是PLL的相位频率检测器的参考时钟丢失，这时候复位时没有意义的，故须检测到该信号为低电平，才可对其进行复位。

我们看下跳转条件，当检测到pll0lock_sync为低电平时，且对PLL置复位了才进行跳转，首先来了解下pll0lock_sync信号的作用，实际上就是PLL0LOCK，此信号表示PLL频率锁定信号，高电平有效，表示PLL频率在预定容差范围内。满足此条件，收发器及其时钟输出才可靠。而置复位后，这个信号理应为低电平。

此时时序图如下图所示，在此我们也应该注意到，对PLL的复位只时一个时钟周期。

2、WAIT_FOR_PLL_LOCK

这个状态机就是等待一段时间，1000个时钟周期，10us

3、RELEASE_PLL_RESET

等待pll0lock_sync信号，也就是完成PLL锁存，如果超过2ms则重新复位，而且会通过“retry_counter_int”这个信号对超时的次数进行限制。

4、WAIT_FOR_TXOUTCLK

将对“GTPE2_CHANNEL”的置位信号取消，并等待10us

5、RELEASE_MMCM_RESET

         该状态有两个目的，一是释放对MMCM的复位，二是检测“MMCM_LOCK”信号，也就是PLL频率是否在预定容差范围内，如果是则该信号为1，否则为0。如果超过一定时间未检测到锁定信号，则回到“ASSERT_ALL_RESETS”状态。

6、WAIT_FOR_TXUSRCLK

等待，同4

7、WAIT_RESET_DONE

GTP复位完成，逻辑同复位“MMCM”差不多，这里等待的是“txresetdone_s3”这个对“GTPE2_CHANNEL”的复位完成信号。

8、DO_PHASE_ALIGNMENT

         忽略，对外接口的信号都没有引出。

9、RESET_FSM_DONE

复位完成，我们可以发现这个是锁存的，不会跳转到IDLE状态，所以这个模块可以说是上电初始化，也就是为什么叫“gtp_core_TX_STARTUP_FSM”的原因了。