本篇博文側(cè)重于提供 Versal GTY 仿真示例、演示 GTY 如何解復(fù)位以及如何執(zhí)行速率變更。

在 Versal ACAP GTY 收發(fā)器中，引入了“Master Reset Controller”（主復(fù)位控制器）的概念。

主復(fù)位控制器用于自動(dòng)單步執(zhí)行 LCPLL、RPLL、ILO、TX 可編程分頻器、RX 可編程分頻器、TX 通道以及 RX 通道的復(fù)位。

您可在 AM002 的“收發(fā)器主復(fù)位”部分中找到詳細(xì)描述。GTY 中的全新主復(fù)位控制器取代了前幾代 UltraScale/UltraScale+ 收發(fā)器的 GT Wizard 內(nèi)包含的復(fù)位控制器幫助程序塊。

在本仿真示例中，Versal GTY 配置如下：

通道 2 （ch2） 上為單通道

采用雙線速率，將 10G/25G 編程到 CONFIG0/CONFIG1 內(nèi)

對(duì)于這兩個(gè)速率，REFCLK 均為 156.25MHz 并穿過相同的參考時(shí)鐘端口

IP 設(shè)計(jì)示例用于完成設(shè)計(jì)并提供仿真測(cè)試激勵(lì)文件。

模塊框圖

設(shè)計(jì)示例的模塊框圖如下圖所示。

此處隨附了塊設(shè)計(jì) Tcl 腳本 （run.tcl）。

Vivado 步驟

創(chuàng)建 gt_quad_base IP 并打開 IP 設(shè)計(jì)示例

1. 創(chuàng)建 gt_quad_base IP。在此例中，我們使用單通道配置。

2. 針對(duì)“Number of Lanes”（通道數(shù)）和“Transceiver Configs Protocol 0”（收發(fā)器配置協(xié)議 0），將滑塊設(shè)為“Manual”（手動(dòng)）。這樣即可使用自定義配置。

3. 將“Number of Lanes”設(shè)為 1。

4. 單擊“Transceiver Configs Protocol 0”，以自定義收發(fā)器。

5. 將 CONFIG0 設(shè)為 10.3125Gbps。

6. 將 CONFIG1 設(shè)為 25.78125Gbps。

7. 在 IP integrator 畫布中，右鍵單擊 gt_quad_base，然后選擇“Open IP Example Design”（打開 IP 設(shè)計(jì)示例）。這樣將在新的 Vivado 工程內(nèi)創(chuàng)建設(shè)計(jì)示例。

啟動(dòng)仿真

設(shè)計(jì)示例會(huì)為時(shí)鐘和復(fù)位建立所有必要的連接，并生成頂層仿真測(cè)試激勵(lì)文件 gt_quad_base_exdes_tb.sv。

在設(shè)計(jì)示例工程中，單擊“Run Simulation”（運(yùn)行仿真）啟動(dòng)仿真。

下圖顯示了仿真波形，其中包含要監(jiān)控的關(guān)鍵信號(hào)。

復(fù)位初始化

默認(rèn) bridge_ip 使用 Versal GTY 中包含的 Master Reset Controller 來復(fù)位排序。

請(qǐng)參閱 （ AM002） 中的“收發(fā)器主復(fù)位”部分以獲取詳細(xì)信息。

當(dāng) T=0.8ns 時(shí)，gt_reset_ip0 將切換為啟動(dòng)復(fù)位初始化。

復(fù)位控制器狀態(tài)機(jī)首先會(huì)等待 gtpowergood，然后再開始執(zhí)行任何復(fù)位操作。當(dāng) T=34us 時(shí)，gtpowergood 斷言有效。

txmstreset 和 rxmstreset 斷言無效，這樣即可啟動(dòng)主復(fù)位序列。

*resetdone 信號(hào)將斷言無效，以響應(yīng) tx/rxmstreset 斷言無效。

當(dāng) T=48us 時(shí)，lcplllock 斷言有效。

當(dāng) T=50us 時(shí)，txpmaresetdone 斷言有效，隨后 txuserrdy 驅(qū)動(dòng)至高位、txresetdone 斷言有效，不久后 txmstresetdone 即斷言有效。bridge_ip tx_resetdone_out_ip0 同樣會(huì)斷言有效。這樣即可完成 TX 復(fù)位序列。

當(dāng) T=52us 時(shí)，rxpmaresetdone 斷言有效，隨后 rxuserrdy、rxresetdone、rxmstresetdone 以及（最后）rx_resetdone_out_ip0 斷言有效。這樣即可完成 RX 復(fù)位序列。

GTY 現(xiàn)已正常啟動(dòng)并運(yùn)行，并采用默認(rèn) （CONFIG0） 速率 （rate_sel_ip0 = 0）。

速率變更

速率變更序列是通過將 rate_sel 端口更改為目標(biāo)速率來發(fā)起的。所需的復(fù)位、時(shí)鐘切換和屬性更新都將自動(dòng)執(zhí)行。用戶應(yīng)等待 txresetdone 和 rxresetdone，這兩者可作為當(dāng)前速率變更進(jìn)程和必要的復(fù)位序列均已完成的標(biāo)志。

1. 當(dāng) T=63us 時(shí)，rate_sel_ip0 從 0 變更為 1。這樣將發(fā)起速率變更序列，目標(biāo)為自定義 GUI 的 CONFIG1 中配置的新線速率（在此例中為 25Gbps）。

2. 當(dāng) T=85us 時(shí)，txresetdone 斷言有效。當(dāng) 88us 時(shí)，rxresetdone 斷言有效。這樣即可完成速率變更序列。

3. GTY 現(xiàn)已正常啟動(dòng)并運(yùn)行，并采用 CONFIG1 速率 （rate_sel_ip0 = 1）。

審核編輯：郭婷