描述
本设计咨询包含有关Kintex-7和Virtex-7 FPGA GTX收发器初始工程样片(ES)芯片(CES9937)的问题,解决方法和属性更新的信息。
解
初始工程样品(ES)芯片的GTX收发器属性更新
下表显示了必须对7系列FPGA收发器向导生成的GTX包装器进行的属性更新,以确保初始ES芯片的可靠运行。
注意:当您使用7系列FPGA收发器向导的v1.5时,ISE Design Suite 13.3会本机生成这些属性更新。
但是,要正确生成这些属性更新,请确保选择正确的零件/包/速度等级组合,以启用向导GUI中“Silicon Revision”下的Initial ES选项。
此工具/向导版本中的初始ES支持仅适用于以下内容:
- Kintex-7 XC7K325T(ffg676和ffg900封装),Virtex-7 XC7VX485T(ffg1761和ffg1927封装)
- -1和-2速度等级
在ISE Design Suite 13.4中,7系列FPGA收发器向导的v1.5仅为初始ES芯片生成设置,v1.6仅支持通用ES芯片。
初始ES的比特流不能用于通用ES芯片,反之亦然。
ISE Design Suite 13.4中更新的v1.5(v1.5 Rev 1)基于分频器和PPM设置生成更新的RXCDR_CFG值。
ISE 14.2 / Vivado 2012.2设计工具中较新的Wizard版本v1.5 Rev2也支持Virtex-7 XC7V2000T初始ES器件。
属性 | 值 |
BIAS_CFG |
Virtex-7为64’h0000040000001000 |
CPLL_CFG | 24’hBC07DC |
QPLL_CFG | 27’h06801C1 (1) |
QPLL_LOCK_CFG |
16’h01D0 |
QPLL_CP | 10’h01F |
QPLL_LPF | 4’hF |
RXCDR_FR_RESET_ON_EIDLE |
1’b0 |
RXCDR_PH_RESET_ON_EIDLE | 1’b0 |
RXCDR_HOLD_DURING_EIDLE | 1’b0 |
RXCDR_CFG |
全价(2) <+/- 300 ppm:72’h1107FE406001040000 <+/- 700 ppm:72’h1107FE406021040000 <+/- 1000 ppm:72’h1107FE206021040000 半价(3) <+/- 300 ppm:72’h1107FE406001100000 <+/- 700 ppm:72’h1107FE406021100000 <+/- 1000 ppm:72’h1107FE206021100000 |
RXCDR_LOCK_CFG |
6’b010101 (4) |
RX_BIAS_CFG |
12’h0 |
RX_DFE_GAIN_CFG | 23’h001F0A |
RX_OS_CFG | 13’h0080 |
RX_DFE_VP_CFG |
17’h03F03 |
RX_DFE_UT_CFG |
17’h08F00 |
RX_DFE_KL_CFG | 13’h00F0 |
RX_DFE_H2_CFG | 12’h180 |
RX_DFE_H3_CFG |
12’h1E0 |
RX_DFE_H4_CFG | 11’h0F0 |
RX_DFE_H5_CFG | 11’h0E0 |
RX_DFE_LPM_CFG | 16’h0904 |
RXLPM_HF_CFG | 14’h00F0 |
RXLPM_LF_CFG | 14’h00F0 |
笔记:
- 对于在5.93 GHz至6.6 GHz范围内工作的QPLL(这不是数据速率而是VCO频率)。
- CPLL / QPLL全速率设置:用于5.93至6.6 Gb / s线路速率的QPLL操作,以及3.2至6.6 Gb / s线路速率的CPLL操作,分频器为1。
- CPLL / QPLL半速率设置:用于2.9L至3.3 Gb / s线路速率的QPLL操作和1.6至3.3 Gb / s线路速率的CPLL操作,分频器为2。
- 端口RXCDRLOCK只是CDR锁定的粗略指示,不支持此端口。建议验证传入的数据。
TXOUTCLK和RXOUTCLK端口限制和用例
将TXOUTCLK和RXOUTCLK用于初始ES芯片有一些限制。
为了正确操作TXOUTCLK和RXOUTCLK,必须遵循以下规则:
- 在任何GTX通道中使用TXOUTCLK或RXOUTCLK,而不是两者。
- 使用GTX0的TXOUTCLK或GTX1的RXOUTCLK,而不是两者。
- 直接使用IBUFDS_GTXE2的参考时钟在必要时驱动结构逻辑和GTX用户时钟([TX / RX] USRCLK,[TX / RX] USRCLK2)。
当RXOUTCLK不用于输出时钟时,RXOUTCLKSEL必须设置为3’b000;当TXOUTCLK不用于输出时钟时,TXOUTCLKSEL必须设置为3’b000。
用例
以下是一些建议用例,以实现满足上述要求的设计:
TX Buffer Enabled Case
使用TX缓冲区时,使用IBUFDS_GTE2的输出将GTX收发器参考时钟路由到结构时钟资源。
RX Buffer Enabled Case
使用RX弹性缓冲区时,该通道的RXOUTCLKSEL必须设置为3’b000。如果必须将RX恢复时钟路由到结构,则应考虑TXOUTCLK使用情况,仔细规划时钟路由。
缓冲旁路情况
- 考虑为初始ES芯片启用TX和/或RX缓冲区。
- 对于TX缓冲旁路,如果有未使用的收发器,则使用未使用的通道路由TXOUTCLK,并实现手动多通道对齐。例如,自动模式下的单通道TX缓冲旁路可以使用手动多通道对齐转换为双通道缓冲旁路。未使用的通道将用于路由TXOUTCLK并执行对齐。手动相位校准步骤在7系列FPGA GTX / GTH收发器用户指南(UG476)中有所描述。此外,如(Xilinx答复43340)所述,需要通过解决方法在Initial ES芯片中启用手动对齐模式。如果在ISE Design Suite 13.3中使用v1.5的7系列FPGA收发器向导,则不需要这种解决方法。
- 对于RX缓冲旁路,请考虑在多通道模式下使用RX缓冲旁路,以最大限度地减少所需的RXOUTCLK数量。
- 对于需要TX和RX缓冲旁路(CPRI,OBSAI)的应用,将TX和RX置于不同的通道上,并对每个方向使用单通道自动模式。
QPLL使用模式和解决方法
为确保QPLL频段在电压和温度变化范围内具有最佳余量,必须将附加的粗校准模块“qpll_cal.v”合并到用户设计中。
文件“qpll_fix_top.v”中提供了该模块的示例实例化。
该模块包含在ISE Design Suite 13.3中的7系列FPGA收发器向导的v1.5中。
接收器链路余量/均衡选择
在全速率模式(RXOUT_DIV = 1)下使用时,接收器可以降低抖动容限。
建议尽可能始终使用RXOUT_DIV = 2,4,8的数据速率。
这适用于CPLL和QPLL。
7系列GTX接收器有两种不同的自适应均衡模式,称为低功耗模式(LPM)和判决反馈均衡(DFE)模式。
有关详细信息,请参阅7系列FPGA GTX / GTH收发器用户指南(UG476) 。
在LPM和DFE模式下,GTX接收器可支持6.6 Gb / s的12 dB丢失信道。
这假设PRBS31数据模式和TX发射幅度为850 mV Vp-p,diff,TX前期强调约2 dB,TX后光标强调约4 dB。
GTX软件使用模型更改
有关7系列GTX收发器的软件使用模型更改和要求,请参阅(Xilinx答复43339) 。
修订记录
09/06/2012 – 修正了小错字和更正。
01/12/2012 – 更新了不同PPM方案的RXCDR_CFG设置。
12/12/2011 – 更新了表格及RXCDRLOCK端口的注释。
11/09/2011 – 在ISE 13.3中向导的v1.5中添加了有关支持的初始ES器件组合的注释。
10/27/2011 – 添加了包含修复程序的向导/ ISE版本信息。
10/17/2011 – 更新了RXCDR_CFG以包括全速率和半速率的值。
08/25/2011 – 更新了标题,包括Virtex-7 FPGA。使用Virtex-7 FPGA的BIAS_CFG设置更新了表格。
08/16/2011 – 小修改。
07/28/2011 – 初始版本。
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