1.GTX收發器接口
1)GTX接口的基本簡介
Xilinx 7系列FPGA全系所支持的GT(GT,Gigabyte Transceiver,G比特收發器)。通常稱呼為Serdes、高速收發器。內嵌在FPGA中,如綠色框框所示。
Xilinx 7系列中,按支持的最高線速排序,GTP<GTX<GTH<GTZ。GTP被用於A7系列,GTZ被用於少數V7系列。從K7到V7,最常見的是GTX和GTH,GTH的最高線速比GTX稍微高一點點。(咱們的板子是K7系列,所以用的是GTX或者GTH)。GTX 收發器支持 500 Mb/s 至 12.5 Gb/s 線速率。GTH的最大速率為13.1Gb/s,總體二者原理和速率相差不大。
GTX/GTH 收發器具有高度可配置性,支持多種功能。支持的功能如下圖。(X代表支持)PRBS(Pseudo-Random Binary Sequence) 偽隨機二進制序列。GTX收發器功能如下:
2)本板子的GTX資源:
我們使用的XC7K325具有16個GTX的通道,7系列FPGA通常按照bank進行划分,對於GTX/GTH的bank,一般稱為一個Quad(一個bank中有4個獨立的GTX通道,每個通道稱為channel);每個Quad擁有兩個參考時鍾Pin,也可以從上下兩個Quad中獲得參考時鍾。
•八個 GTX 收發器連接至 PCIExpress x8 端點邊緣連接器
• 四個 GTX 收發器連接到 FMC HPC 連接器(J22)
• 一個 GTX 連接到 FMC LPC 連接器(J2)
• 一個 GTX 連接到 SMA 連接器(RX:J17,J18 TX:J19,J20)
• 一個 GTX 連接到 SFP / SFP +模塊連接器(P5)
• 一個 GTX 用於 SGMII 與以太網 PHY(U37)的連接
具體四個QUAD的分配
Quad 115:
包含用於 PCI Express 通道 4-7 的 4 個 GTX 收發器
MGTREFCLK1-來自 P1 的 PCIE_CLK
• Quad 116:
包含用於PCIe 通道 0-3 的 4 個 GTX 收發器
MGTREFCLK0-Si5326 抖動衰減器
MGTREFCLK1-FMC LPC GBT 時鍾
• Quad 117:
包含 4 個 GTX 收發器,其中一個分配給:SMA,SGMII,SFP 和 FMC LPC(DP0)
MGTREFCLK0-SGMII 時鍾
MGTREFCLK1-SMA 時鍾
• Quad 118:
包含用於 FMC HPC 的 4 個 GTX 收發器(DP0-DP3)
MGTREFCLK0-FMC HPC GBT 時鍾
MGTREFCLK1-FMC HPC GBT 時鍾
3)GTX收發機具體功能介紹
發射端TX工作原理如圖3-1所示:
官方說法:
GTX每個收發器包括一個獨立的發射器,該發射器由一個PCS和一個PMA組成。並行數據從FPGA邏輯流入FPGA TX接口,通過PCS和PMA,然后作為高速串行數據輸出TX驅動程序。發出的信號為模擬信號
專有名詞解釋:(PCS是物理編碼子層,位於協調子層(通過GMII)和物理介質接入層(PMA)子層之間)
個人理解步驟:
1)將需要發送的16/32bit(或者8/10bit)並行數據通過內部fifo傳給編碼模塊;
2)編碼后的數據需要跨時鍾域到並串轉換模塊(PCS到PMA)緩存到fifo;
3)並串轉換完成后發給TX驅動器調整數據電器特性后從高速IO口發出;
RX模塊工作原理與TX正好相反
調整數據電器特性、串並轉換、8B/10B編碼。
缺點:8B/10B編碼效率比較低(不知道對整體系統影響如何),有20%的額外開銷;常用於8G以下使用;
改進:GTX還提供了GearboX,其內部包含64b/66b編碼;
更具體的介紹如下
GTX_IP核實現SMA口發送數據(4)GTX具體各個模塊原理詳細介紹 - 快樂氣氛組阿宇 - 博客園 (cnblogs.com)