Aurora8B10B(一) 从IP配置界面学习Aurora

news2024/9/24 22:44:11

一. 简介

哈喽，大家好，好久没有给大家写FPGA技术的文章，是不是已经忘记我是做FPGA的啦，O(∩_∩)O哈哈~。

这里将会给大家分享我学习到的第一个高速接口Aurora8B10B，有点复杂，但不是特别复杂，对于第一次接触到高速接口的朋友来说，难点在于细节的把控上，由于资料并不是那么多(也挺多的￣□￣｜｜)，很多新的概念，结构和名词，是第一次接触到，不能够很好的吸收，加上网上的教程不全面，很难有一篇文章对它的各个详细作全面的介绍，而且仿真都是基于官方例程来的，直接忽视了里面的细节。

本篇文章的目的就是教会大家Aurora8B10B 和 Xilinx提供的IP，并且基于自己的工程来进行仿真，不copy官方例程中的任何文件。

二. 从IP配置界面学习Aurora

本次使用的VIvado版本为2022.2，IP的版本为11.1，不同的版本可能会有细微的区别，打开IP的配置界面后，有三个界面需要我们进行配置，下面就依次来介绍这三个界面。

1. Core Options

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主要配置物理层和链路层这两个模块，其它模块在在初学的时候，可以忽略。

物理层:
1. Line Width(Bytes)：线的位宽，也就是你发送每笔数据的位宽
2. Line Rate(Gbps) ：线速率
3. GT Refclk(Mhz): GT收发器的参考时钟，它有一个点需要注意，等下会提到
4. INIT clk(Mhz)：对Aurora核进行初始化，一般为50M就可以了
5. DRP Clk(Mhz): 动态配置时钟，在例化IP后，可以通过DRP接口来对其进行配置，一般例化IP后，其属性就不会动了，所以用的不是那么多，和INIT clk保持一致就可以了。

这里需要注意的一点就是GT Refclk这个信号，由于Aurora这个IP是在GT收发器的基础上再次封装了相关的东西，所以对GT收发器不是很了解的话，有些信号使用细节上会存在问题。通过下图可以知道这个信号需要经过一个IBUFDS_GTE2来进行输入，没有注意的话，可能就会有意想不到的问题。

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链路层
1. Dataflow Mode: 配置模式，只发，只收，同时收和发
2. Interface: 可以理解为用户数据是一帧一帧来的，还是以数据流的形式来的，接口上有无tkeep和tlask信号的区别
3. Flow Control: 流控制,可以选择两大类UFC和NFC,或者无，UFC就在数据发送的过程中，需要发送一些紧急的数据过去，通过UFC接口就可以将紧急数据发送出去，NFC在同时收和发的模式下才可以使用，发送方发送的过快，而接收方接收的比较慢的话，就需要通过NFC接口告诉发送方发送慢一点。两者在用户发送信号的表现均为将s_axi_tx_tready信号拉低。
4. Back Channel：在只发或只收的模式下可以选择，同时收和发的模式下只能为Sidebands，这里没有进行详细的研究。

这一页的配置和选项的理解上应该就没有什么问题了。

2. GT Selections

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这里配置比较简单，主要是三个信息: 线数选择.GT收发器选择和GT参考时钟选择。这里芯片我选择的是A7-100T,只有一个GT收发器，所以只需要选择Lanes数和Lanes与GT收发器通道的对应关系即可，参考时钟2是选择不了了，换到K7也是如此。

3. Shared Logic

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这个界面就两个选项，共享逻辑是否包含在IP里面，这部分设计的知识也是GT收发器里面的，如果选择的是第一个选项包含在核里面，在生成IP的时候，会自动将GTPE2_COMMON这个原语包含在模块内，并且IP top模块会将其输出的gt时钟和其他相关信号在端口输出。如果选择的是第二个选项不包含在核里面，在生成IP的时候，就不会包含这个原语，那么gt相关的信号就需要外部进行输入。选择的时候可以观察一下IP端口信号的变动。

关于共享逻辑可以看下这幅图，共享逻辑的主要功能是将GTREFCLK0时钟通过QPLL后，生成QPLLCLK (QPLLOUTCLK)和QPLLREFCLK这两个时钟给GT收发器的Channel使用。

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