沧小海深入剖析xilinx的GTP/GTX核，掌握高速串行收发机制——第二章 GTP/GTX概述_赛灵思gtp介绍

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第二章   GTP/GTX概述

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上一章是个引子，涉及到GTP的少之又少，这章算是正式踏上我们对GTP的征途。本章的主要解决如下三个问题

1. 为什么！为什么？接口信号那么多？？？
2. GTP的硬核长什么模样？
3. GTP核的程序是个什么样的架构？

第一部分：为什么！为什么？接口信号那么多？？？

         看下图是我对GTP核的例化，为了不让截图太长，我中间还隐藏了些，大概有100多行吧。而且啊，这还只是一通道，我们可以最多例化四通道呢，那代码长度可想而知。

我上章说了，直接控制6个信号就可以实现数据收发了，为什么要整这么多？因为通用和特制是一对矛盾。我们在写代码的时候也应该有过这样的经验，如果一个模块不具备通用性，那么可以写得很精简，如果要考虑诸多场合，具备广泛的适用性，那么就会加很多内容来满足需求。这原本就是一堆矛盾，问题就在于如何取舍。

GTP核就是在追求极致的通用性，具有广泛的适用性。因为通用，所以繁杂。它就好比一块猪肉，原汁原味的呈现给你，你可以红烧、可以炒菜、可以卤肉、可以腌制，随你之心，如你所愿，怎么着都行。GTP也是，你可以自定义协议直接用它，也可以在它基础上开发PCIE、开发SRIO、开发SATA等等等。所以还是那句话，因为通用，所以繁杂。

另外，我们在开发一个功能模块时候，接口会有什么信号呢？时钟、复位、配置、状态监测、数据的输入输出。GTP亦是如此，那么多的信号无外乎这几种，而之所以多，也是因为他并不是如ram那般一个简单的核，它要做的事是实现高速串行通讯，是在并行通讯遇到瓶颈后新的解决方案，是提高数据吞吐量的依靠，其复杂程度可不一个串并转换可以概况的。

综上，一个兼复杂与通用与一身的核，自然接口显得不友好，但只要静下心来去研究，就会发现，眼睛欺骗了你。

第二部分：GTP的硬核长什么模样？

         第一部分有用没用的扯了一堆，接下来就说一下GTP的硬核。一般我们把IP核分为软核、固核和硬核，硬核可以说嵌入在FPGA内部的ASIC，我们对他的使用是不占用查找表、触发器等逻辑资源的，而且有专门的资源统计，如下图所示，我用的芯片是ZYNQ系列的7015，一共有4个GT，就是四路串行高速接口，这我用了一个，故资源占用25%。

当然，硬核不占用其它资源不代表GTP这个IP核不占用其它资源，芯片厂家会对这个硬核封装，封装是耗费资源的。如下图所示，其中左1是一个整体，包括了4个名为左2的“GTPE2_CHANNEL”，右1是左1图中间的那部分，叫做“GTPE2_COMMON”。

         我们再放大看引脚可以发现，那四个“GTPE2_CHANNEL”是高速串行收发引脚，“GTPE2_COMMON”两组时钟，称之为“QPLL”，这就是xilinx的GTP硬核的组织形式，我们把这一组称之为一个“Quad” ，这在我们画原理图时也会有所体现。

         但这样做的目的是什么呢？我认为这样做的目的是“好聚好散”，极大的提高应用的灵活性，对于PCIE、SRIO等协议，可能就是多通道，这样实现起来就更方便更灵活，因为我们不是说用四个就需要例化四个这样的IP核，他们是当做一组形成一个IP核。接下来看IP核的程序结构就可以发现这个现象。

第三部分 GTP核的程序是个什么样的架构？

         这个就需要看程序了，可以打开我提供的例程看一下。

1. 这部分是动态配置相关的，忽略掉，初学没啥用
2. 这部分是产生用户时钟，根据“GTPE2_CHANNEL”原语送进来的时钟产生用户时钟，我们给核发送数据和接收数据用的时钟就从这里来的，这里也耗费了我们的MMCM资源
3. 这部分是对“GTPE2_COMMON”这个硬核或者说原语的封装和配置，用来产生“GTPE2_CHANNEL”工作所需的时钟，其中线速率就是跟这来的
4. 这部分是对“GTPE2_CHANNEL”原语的封装，也是GTP的核心部件，将来介绍的重点
5. 这部分是关于“GTPE2_CHANNEL”以及“GTPE2_COMMON”的复位初始化相关逻辑，分为发送部分和接收部分，这两个模块的复位工作完成了，GTP才能进入正常工作状态，这也是要着重介绍的。

以上就是简单的了解下GTP核的内容，由于我例化了一个GTP，如果例化多个的话，上述的4和5就会呈现多个，这也有第二部分所说吻合，如下图所示就是用了四个。