PG198-jesd204-phy阅读笔记

简介

介绍

JESD204 PHY IP核实现了JESD204的物理接口，简化在发送和接收核心之间共享串行收发器信息通道。此内核一般不单独使用，只能与JESD204或JESD204C内核结合使用。

特性

根据JESD204B和JESD204C草案设计
支持1至12lane配置
JESD204 IP支持1至12lane，JESD204C支持1至8lane
支持Subclass 0、1、2
提供物理层支持
支持TX和RX IP共享传输通道
可以通过AXI接口控制DRP来操控QPLL和传输路径
AXI接口速率切换
AXI寄存器可以控制选择传输信号

CH1 概述

逻辑IP JESD204物理核心层实现
JESD204B物理接口支持7系列、UltraScale和UltraScale+设备的1至12通道以及单通道线速率在1.0至12.5Gb/s。
JESD204C物理接口支持7系列、UltraScale和UltraScale+设备的1至8通道以及单通道线速率在1.0至32Gb/s。
有关每台设备支持的具体线速率，请查阅相关手册。
JESD204 PHY核心可以配置独立的传输和接收线速率以及JESD204的版本。
以下是实例设计中具有共享逻辑的JESD204 PHY核心
在这里插入图片描述

当与JESD204内核结合使用时，JESD204 PHY是进过充分验证的解决方案，此外，还提供了一个参考设计，请查阅pg066

应用

JESD204 PHY核心是JESD204和JESD204C核心的子核心，有关的应用信息查看JESD204 IP产品指南（PG066）以及JESD204C IP产品指南（PG242）,下图显示了JESD204或JESD204C设计中使用JESD204 PHY
在这里插入图片描述
JESD204 PHY允许实现复杂收发器和JESD204/JESD204C核心共享，下图取自Vivado IP集成器，显示了三个JESD204 PHY IP和一个JESD204C和之间共享收发器PHY。

CH2 产品说明书

本章详细介绍了JESD204 PHY核心的资源利用率和端口

性能和资源利用率

性能和资源利用率详情请见性能和资源利用率网页

端口描述

本节包含JESD204 PHY端口的详细信息
下表详细说明了当核心配置为JESD204或JESD204C时可用的端口，以及当核心配置用于核心或示例中的共享逻辑时可用的接口。

时钟和复位端口

JESD204 PHY IP会根据器件以及高速链路和协议的不同，展示不同的端口。
表2-1：共用时钟端口-JESD204B配置（共享逻辑在核内）

信号名	I/O	描述
txoutclk	O	传输层的输出时钟，时钟源来自TX master通道，可以在JESD PHY IP的GUI中设置
rxoutclk	O	传输层的输出时钟，时钟源来自RX master通道，可以在JESD PHY IP的GUI中设置
gt_powergood	O	用来表示传输层的能量就绪，当驱动配置后输出，仅仅用于U和U+系列
tx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的txusrclk2，在U和U+设备中，txoutclk可以被用来驱动此端口
rx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的rxusrclk2，在U和U+设备中，rxoutclk可以被用来驱动此端口
drp_clk	I	DRP的动态配置时钟
cpll_refclk	I	物理传输层的通道PLL的参考时钟
qpll_refclk	I	7系列中Quad Common PLL的参考时钟
qpll0/1_refclk	I	U和U+系列中Quad Common PLL的参考时钟
commonM_qpll_clk_out	O	来自QPLL的时钟输出，仅仅在QPLL使能的时候才显示
commonM_qpll_refclk_out	O	来自QPLL的参考时钟输入，仅仅在QPLL使能的时候才显示
commonM_qpll_lock_out	O	来自QPLL的Lock信号输出，仅仅在QPLL使能的时候才显示
commonM_pll0_clk_out	O	来自PLL的时钟输出，仅在PLL0使能时才显示
commonM_pll0_refclk_out	O	来自PLL的参考时钟输入，仅在PLL0使能时才显示
commonM_pll0_lock_out	O	来自PLL的LOCK信号输出，仅在PLL0使能时才显示
commonM_pll1_clk_out	O	来自PLL的时钟输出，仅在PLL1使能时才显示
commonM_pll1_refclk_out	O	来自PLL的参考时钟输入，仅在PLL1使能时才显示
commonM_pll1_lock_out	O	来自PLL的LOCK信号输出，仅在PLL1使能时才显示
commonM_qpll0_clk_out	O	来自QPLL的时钟输出，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_refclk_out	O	来自QPLL的参考时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_lock_out	O	来自QPLL的Lock信号输出，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll1_clk_out	O	来自QPLL的时钟输出，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_refclk_out	O	来自QPLL的参考时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_lock_out	O	来自QPLL的Lock信号输出，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
mmcm_locked	O	输出指示着内部MMCM锁定，信号可以被其他IP共享，仅仅GTP设备才显示

表2-2：共享复位信号端口-JESD204B配置（共享逻辑在核内）

信号名	I/O	描述
tx_reset_gt	I	TX信道数据路径的异步复位
rx_reset_gt	I	RX信道数据路径的异步复位
tx_sys_reset	I	TX信道数据路径和PLL的异步复位
rx_sys_reset	I	RX信道数据路径和PLL的异步复位

下表列出了JESD204C配置（共享逻辑在核内）的通用时钟和重置端口。

表2-3：共享时钟端口-JESD204C配置（共享逻辑在核内）

信号名	I/O	描述
txoutclk	O	传输层的输出时钟，时钟源来自TX master通道，可以在JESD PHY IP的GUI中设置
rxoutclk	O	传输层的输出时钟，时钟源来自RX master通道，可以在JESD PHY IP的GUI中设置
gt_powergood	O	用来表示传输层的能量就绪，当驱动配置后输出，仅仅用于U和U+系列
tx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的txusrclk2，在U和U+设备中，txoutclk可以被用来驱动此端口
rx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的rxusrclk2，在U和U+设备中，rxoutclk可以被用来驱动此端口
drp_clk	I	DRP的动态配置时钟
cpll_refclk	I	物理传输层的通道PLL的参考时钟
qpll_refclk	I	7系列中Quad Common PLL的参考时钟
qpll0/1_refclk	I	U和U+系列中Quad Common PLL的参考时钟
commonM_qpll0_clk_out	O	来自QPLL的时钟输出，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_refclk_out	O	来自QPLL的参考时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_lock_out	O	来自QPLL的Lock信号输出，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll1_clk_out	O	来自QPLL的时钟输出，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_refclk_out	O	来自QPLL的参考时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_lock_out	O	来自QPLL的Lock信号输出，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
mmcm_locked	O	输出指示着内部MMCM锁定，信号可以被其他IP共享，仅仅GTP设备才显示

表2-4：共享复位信号端口-JESD204B配置（共享逻辑在核内）

信号名	I/O	描述
tx_reset_gt	I	TX信道数据路径的异步复位
rx_reset_gt	I	RX信道数据路径的异步复位
tx_sys_reset	I	TX信道数据路径和PLL的异步复位
rx_sys_reset	I	RX信道数据路径和PLL的异步复位

表2-5：共享时钟端口-JESD204B配置（共享逻辑在例程）

信号名	I/O	描述
tx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的txusrclk2，在U和U+设备中，txoutclk可以被用来驱动此端口
rx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的rxusrclk2，在U和U+设备中，rxoutclk可以被用来驱动此端口
drp_clk	I	DRP的动态配置时钟
tx_usrclk	I	TXUSRCLK输入给传输层，仅仅在GTP才有
rx_usrclk	I	RXUSRCLK输入给传输层，仅仅在GTP才有
qpll0/1_refclk	I	U和U+系列中Quad Common PLL的参考时钟
commonM_qpll_clk_in	I	QPLL的时钟输入，一直显示，仅用于7系列器件
commonM_qpll_refclk_in	I	QPLL的参考时钟输入，一直显示，仅用于7系列器件
commonM_pll0_clk_in	I	来自PLL0的时钟输入，仅仅在PLL0使能的时候才显示
commonM_pll0_refclk_in	I	来自PLL0的参考时钟输入，仅仅在PLL0使能的时候才显示
commonM_pll1_clk_in	I	来自PLL1的时钟输入，仅仅在PLL1使能的时候才显示
commonM_pll1_refclk_in	I	来自PLL1的参考时钟输入，仅仅在PLL1使能的时候才显示
commonM_qpll0_clk_in	I	来自QPLL0的时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_refclk_in	I	来自QPLL0的参考时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll1_clk_in	I	来自QPLL1的时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_refclk_in	I	来自QPLL1的参考时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示

表2-6：共享复位端口-JESD204B（共享逻辑在例程）

信号名	I/O	描述
tx_reset_gt	I	TX信道数据路径的异步复位
rx_reset_gt	I	RX信道数据路径的异步复位
tx_sys_reset	I	TX信道数据路径和PLL的异步复位
rx_sys_reset	I	RX信道数据路径和PLL的异步复位
qpll_reset_out	O	从传输逻辑到common Block，仅仅在QPLL选择时出现
qpll0_reset_out	O	从传输逻辑到common Block，当QPLL0被选择或者AXI4-lite管理接口被使能并且最少一个通道使用了QPLL0，此端口只被用于U或者U+系列器件
qpll1_reset_out	O	从传输逻辑到common Block，当QPLL1被选择或者AXI4-lite管理接口被使能并且最少一个通道使用了QPLL1，此端口只被用于U或者U+系列器件
commonM_pll0_reset_out	O	从传输层逻辑到common Block，仅仅在PLL0被使能的时候出现
commonM_pll1_reset_out	O	从传输层逻辑到common Block，仅仅在PLL1被使能的时候出现
mmcm_reset	O	从传输层输出给MMCM的复位，仅仅出现在GTP收发器上
mmcm_lock	I	MMCM输出来指示时钟已经锁定，仅仅出现在GTP收发器上

下表列出了JESD204C配置的通用时钟和复位端口
表2-7：共享时钟-JESD204C配置（共享逻辑在例程）

信号名	I/O	描述
drp_clk	I	DRP的动态配置时钟
cpll_refclk	I	给传输通道PLL的参考时钟
qpll0/1_refclk	I	U和U+系列中Quad Common PLL的参考时钟
tx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的txusrclk2，频率等于线速率/66
rx_core_clk	I	用于驱动传输物理层的rxusrclk2，频率等于线速率/66
commonM_qpll0_clk_in	I	来自QPLL0的时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll0_refclk_in	I	来自QPLL0的参考时钟输入，仅仅在QPLL0使能的时候才显示
commonM_qpll1_clk_in	I	来自QPLL1的时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示
commonM_qpll1_refclk_in	I	来自QPLL1的参考时钟输入，仅仅在QPLL1使能的时候才显示

表2-8：共享复位端口-JESD204C配置（共享逻辑在例程）

信号名	I/O	描述
tx_reset_gt	I	TX信道数据路径的异步复位
rx_reset_gt	I	RX信道数据路径的异步复位
tx_sys_reset	I	TX信道数据路径和PLL的异步复位
rx_sys_reset	I	RX信道数据路径和PLL的异步复位
qpll0_reset_gt	O	来自传输层给到QPLL0 common block的复位逻辑，当QPLL0被选中或者AXI-lite管理接口被使能并且最少一个通道用了QPLL0或者QPLL1
qpll1_reset_out	O	来自传输层给到QPLL1 common block的复位逻辑，当QPLL1被选中或者AXI-lite管理接口被使能并且最少一个通道用了QPLL0或者QPLL1

发送端口

在传输核的传输接口可用位宽取决于定制IP时数据路径宽度的选择。
表2-9：发送并行数据传输接口-数据深度取决于JESD204B的设置

信号名	I/O	时钟域	描述
gtN_txdata[31:0]	I	tx_core_clock	来自TX核的数据。N=0…[Lanes-1]
gtN_txcharisk[3:0]	I	tx_core_clock	来自TX核的K码。N=0…[Lanes-1]
gt_prbssel[2:0]	I		tx_core_clock

表2-10：发送并行数据传输接口-数据深度取决于JESD204C的设置

信号名	I/O	时钟域	描述
gtN_txdata[63:0]	I	tx_core_clock	来自TX核的数据。N=0…[Lanes-1]
gtN_txheader[3:0]	I	tx_core_clock	来自TX核的头标志。N=0…[Lanes-1]
gtN_txcharisk[3:0]	I	tx_core_clock	来自TX核的K码。N=0…[Lanes-1]

表2-11：TX串行传输线

信号名	I/O	时钟域	描述
txp_out[N:0]	O	tx_core_clock	串行差分数据的正输出。N=[Lanes-1]
txn_out[N:0]	O	tx_core_clock	串行差分数据的负输出。N=[Lanes-1]

接收端口

在传输核的传输接口可用位宽取决于定制IP时数据路径宽度的选择。
表2-12：接收并行数据传输接口-数据深度取决于JESD204B的设置

信号名	I/O	时钟域	描述
gtN_rxdata[31:0]	O	rx_core_clock	给到RX核的数据。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxcharisk[3:0]	O	rx_core_clock	给到RX核的K码。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxdisperr[3:0]	O	rx_core_clock	显示错误给RX核。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxnotintable[3:0]	O	rx_core_clock	不在RX核心表中?N=0…[Lanes-1]
rxencommalign	I	rx_core_clock	来自RX core的使能对齐码

表2-13：接收并行数据传输接口-数据深度取决于JESD204C的设置

信号名	I/O	时钟域	描述
gtN_rxdata[63:0]	O	rx_core_clock	来自RX核的数据。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxheader[1:0]	O	rx_core_clock	给到RX核的头标志。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxblock_sync	O	rx_core_clock	给到RX核的快对齐标志。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxmisalign]	O	rx_core_clock	给到RX核的块不匹配标志，块的头无效。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxcharisk[3:0]	O	rx_core_clock	给到RX核的K码。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxdisperr[3:0]	O	rx_core_clock	显示错误给RX核。N=0…[Lanes-1]
gtN_rxnotintable[3:0]	O	rx_core_clock	不在RX核心表中?N=0…[Lanes-1]

表2-14：接收串行数据线端口

信号名	I/O	时钟域	描述
rxp_out[N:0]	O	rx_core_clock	串行差分数据的正输入。N=[Lanes-1]
rxn_out[N:0]	O	rx_core_clock	串行差分数据的负输入。N=[Lanes-1]

发送的DEBUG接口

注意：收发器控制和状态接口中的端口必须按照相应的GT用户指南进行驱动，使用表2-15和表2-16中列出的信号可能会导致IP核的行为不可预测
收发器调试端口（提供对收发器控制和状态引脚的访问，用于调试目的，这些引脚的说明应该参考相应的收发器用户指南）
UltraScale Architecture GTH Transceivers User Guide (UG576)
7 Series FPGAs GTX/GTH Transceivers User Guide (UG476)
7 Series FPGAs GTP Transceivers User Guide (UG482)
UltraScale Architecture GTY Transceivers (UG578)
表2-15：可选的收发器调试端口（7系列器件）
表2-14：接收串行数据线端口