GT收发器第五篇_TXUSRCLK和TXUSRCLK2

概述：

功能描述：
FPGA的TX接口是FPGA与GTX/GTH收发器TX数据路径的通道。应用程序通过在TXUSRCLK2的上升沿写入数据到TXDATA端口来通过GTX/GTH收发器传输数据。端口的宽度可以配置为两个、四个或八个字节宽。端口的实际宽度取决于TX_DATA_WIDTH和TX_INT_DATAWIDTH属性以及TX8B10BEN端口设置。端口宽度可以是16、20、32、40、64和80位。接口上的并行时钟（TXUSRCLK2）的速率由TX线速率、TXDATA端口的宽度以及是否启用8B/10B编码来确定。发送机内部的PCS逻辑需要提供第二个并行时钟（TXUSRCLK）。本节说明如何驱动并行时钟，并解释了这些时钟的正确操作的约束。最高的发送机数据速率要求有一个8字节的接口以实现指定操作范围内的TXUSRCLK2速率。
接口宽度配置:
7系列FPGA GTX/GTH收发器包含2字节和4字节的内部数据路径，可以通过设置TX_INT_DATAWIDTH属性进行配置。FPGA接口宽度可以通过设置TX_DATA_WIDTH属性进行配置。当启用8B/10B编码器时，必须将TX_DATA_WIDTH属性配置为20位、40位或80位，在这种情况下，FPGA TX接口仅使用TXDATA端口。例如，当FPGA接口宽度为16时，将使用TXDATA[15:0]。当绕过8B/10B编码器时，TX_DATA_WIDTH属性可以配置为任何可用的宽度：16、20、32、40、64或80位。
个人理解：
我个人在使用的时候只用过开启8B10B情况，一般来说我们都应该要开启这个的，在表3-3当中介绍了TXUSRCLK和TXUSRCLK2频率之间的关系的描述，当我们开启8B10B后，FPGA用户侧接口为16的时候GT内部的数据接口就应该是16/8 * 10，所以为20，FPGA侧为4字节32bit时，GT应该为40，当然也可以为20，那么久相当于将32拆开为俩个16进行编码，那么用于GT PCS的时钟就应该是FPGA侧数据时钟的俩倍，所以就有表3-3当中的频率关系，这个是我个人理解，有误可以讨论。

一、TXUSRCLK和TXUSRCLK2作用和关系

框图的最右边FPGA TX Interface，即FPGA TX接口，它是FPGA通往GT Transceiver TX数据通路的通道。FPGA TX 接口包含两个并行时钟，TXUSRCLK和TXUSRCLK2。

TXUSRCLK是GTX/GTH transceiver中PCS逻辑的内部时钟。TXUSRCLK所需的速率取决于GTXE2_CHANNEL/GTHE2_CHANNEL源的内部数据通路宽度和GTX/GTH发射器的TX线速率。
下面公式显示了如何计算TXUSRCLK的所需速率。

进入GTX/GTH Transceiver TX端的大多数信号都是在TXUSRCLK2的正沿上采样的。接口上的并行时钟（TXUSRCLK2）的速率由TX线路速率、TXDATA端口的宽度以及是否启用8B/10B编码决定。TXUSRCLK2和TXUSRCLK有一个基于TX_DATA_WIDTH和TX_INT_DATAWIDTH设置的固定速率关系。下显示了每个TX_DATA_WIDTH和TX_INT_DATAWIDTH值的TXUSRCLK2和TXUSRCLK之间的关系。当线路速率大于6.6 Gb/s时，通过将TX_INT_DATAWIDTH设置为1，需要一个4字节的内部数据路径。

对于TXUSRCLK和TXUSRCL2，必须遵守这些关于时钟之间关系的规则。
TXUSRCLK和TXUSRCLK2必须是正边对齐的，它们之间的偏移尽可能小。因此，低偏移的时钟资源（BUFG、BUFH、和 BUFR）应被用来驱动TXUSRCLK和TXUSRCLK2。即使它们可能以不同的频率运行，TXUSRCLK、TXUSRCLK2和 Transmitter参考时钟必须有相同的振荡器作为其来源。因此 TXUSRCLK和TXUSRCLK2必须是发射器参考时钟的倍频或分频版本。

总结

TXUSRCLK以及TXUSRCLK2的作用以及关系：

• TXUSRCLK是GTX/GTH transceiver中PCS逻辑的内部时钟。
• TXUSRCLK2是进入GTX/GTH Transceiver TX端所有信号的主要同步时钟。

对于TXUSRCLK和TXUSRCL2，必须遵守这些关于时钟之间关系的规则。

• TXUSRCLK和TXUSRCLK2必须是正边对齐的，它们之间的偏移尽可能小。因此，低偏移的时钟资源（BUFG、BUFH、和 BUFR）应被用来驱动TXUSRCLK和TXUSRCLK2。
• 即使它们可能以不同的频率运行，TXUSRCLK、TXUSRCLK2和 Transmitter参考时钟必须有相同的振荡器作为其来源。因此 TXUSRCLK和TXUSRCLK2必须是发射器参考时钟的倍频或分频版本。

二、TXUSRCLK和TXUSRCLK2产生

1、TXOUTCLK在2字节或4字节模式下驱动GTX/GTH收发器TX

TXOUTCLK用于驱动单通道配置中的2字节模式（TX_DATA_WIDTH=16或20，TX_INT_DATWIDTH=0）或4字节模式（TX_DATA_WIDTH=32或40，TX_INT_DATWIDTH=1）的TXUSRCLK和TXUSRCK2。在这两种情况下，TXUSRCLK2的频率都等于TXUSRCLK。
类似地，如下图

2、TXOUTCLK 在 4 字节或 8 字节模式下驱动 GTX/GTH 收发器 TX

TXOUTCLK用于驱动TXUSRCLK2的4字节模式（TX_DATA_WIDTH = 32或40，TX_INT_DATWIDTH = 0）或8字节模式（TX_DATA_WIDTH = 64或80，TX_INT_DATWIDTH = 1）。在这两种情况下，TXUSRCLK2的频率都等于TXUSRCLK频率的一半。MMCM是位于器件上半部的时钟管理单元（CMT）的一部分，它只能驱动器件上半部的BUFG。同样，位于下半部的MMCM也只能驱动下半部的BUFG
注：在Kintex™-7器件中，需要BUFH/BUFG。在Virtex-7器件中，BUFH/BUFG是不需要的。

总结：

在我们使用IP核的时候会选择数据通道位宽和是否开启8B/10B，然后我们直接使用example design当中的gtwizard_0_GT_USRCLK_SOURCE 模块即可，这个模块帮我们把TXUSRCLK和TXUSRCLK2频率什么的都算好了。

gtwizard_0_GT_USRCLK_SOURCE gt_usrclk_source
(
 
    .GT0_TXUSRCLK_OUT           (gt0_txusrclk_i         ),
    .GT0_TXUSRCLK2_OUT          (gt0_txusrclk2_i        ),
    .GT0_TXOUTCLK_IN            (gt0_txoutclk_i         ),
    .GT0_TXCLK_LOCK_OUT         (gt0_txmmcm_lock_i      ),
    .GT0_TX_MMCM_RESET_IN       (gt0_txmmcm_reset_i     ),
    .GT0_RXUSRCLK_OUT           (gt0_rxusrclk_i         ),
    .GT0_RXUSRCLK2_OUT          (gt0_rxusrclk2_i        ),
    .GT0_RXCLK_LOCK_OUT         (gt0_rxmmcm_lock_i      ),
    .GT0_RX_MMCM_RESET_IN       (gt0_rxmmcm_reset_i     )
);  

原文地址：https://blog.csdn.net/m0_56222647/article/details/137133753

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