xilinx的高速接口构成原理和连接结构及ibert工具的使用-以k7 GTX为例

一、相关简介

Xilinx的高速接口称之为transceivers(高速收发器），这部分的电路是专用电路，供电等都是独立的，根据速率可以分为GTP/GTX/GTH/GTY/GTM等。

Xilinx的高速接口是QUAD为单位的，没一个QUAD由一个时钟COMMON资源（里面有两个用于链路的QPLL），4对收发器channel（好一点的channel中有CPLL）组成一个quad。对应结构如下：

对应到channel的内部结构如下：对于收端和发端均由物理编码子层PCS和主要负责光电转换的PMA层构成，具体二者内部硬件结构如下：

TX channel:

Fpga parallel clock txusrclk2 是 FPGA 用户逻辑使用的时钟；

PCS parallel clock TXUSRCLK 是物理编码层使用的时钟， 这里如果物理编码层和用户层位宽一样， 这样 TXUSRCLK 会和 TXUSRCLK2 时钟频率。

PMA Parallel clock XCLK 是物理媒介层时钟；

TX Serial Clock 是串行时钟， 是端口串行速率的一半， 原因是上升沿和下降沿都发送数据。

RX channel:

FPGA parallel clock RXUSRCLK2 是给 RX 端用户的接收数据的同步时钟。

PCS parallel clock RXUSRCLK 是物理编码层的时钟。

PMA parallel clock XCLK 物理媒介层时钟。

RX serial clock 接收端串行信号时钟。

二、高速接口测试软件IBERT的使用

IBERT 软件主要用于测试高速接口的传输性能。

一般可测试四种场景：

1. 近端 PCS 回环可以自己收发回环---板内自回环

2. 近端 PMA 回环可以自己收发回环---板内自回环

3. 远端 PCS 回环（需要有个数据源连接）---板间

4. 远端 PMA 回环（需要有个数据源连接）---板间

三、建立ibert测试工程

建立工程，添加ibert ip,对应的ip配置如下：

注意：这个参考时钟的选择要对应专用bank。经查数据手册，参考时钟0对应125MHz。

接收时钟选用外部系统时钟200MHz:

生成对应的example,将sfp_tx_disable引脚置0,下载对应的bitstream，即可观测到回环成功的眼图，外部连接及测试结果图如下。

ibert最方便的地方在于：能够测试不同输入预加重等情况下的最佳眼图，这里测试了81种情况，能够找到最优配置的情况，测试眼图如下：