GT Transceiver中的重要时钟及其关系（1）GT Transceiver参考时钟

2021-10-20 11:50:34 浏览数 (3)

前言

在更新这篇短文博客之前，先总结几个概念上的理解：

  1. QPLL以及CPLL的命令来源：QPLL：Quad-based LC tank PLL CPLL：Channel-based ring oscillator PLL
  2. GTXE2_CHANNEL/GTH2_CHANNEL是例化了1个GTX/GTH Transceiver 通道的原语名；
  3. GTXE2_COMMON/GTHE2_COMMON是礼花了1个QPLL的原语名；
  4. GT Quad是由4个GT Transceiver通道，1个QPLL，2个差分输入时钟对，1个模拟输入引脚组成的集合。

QUAD

  1. 7系列的GTX/GTH transceiver 通道的缩写是GTX/GTH transceiver，因此我们所谓的transceiver channel其实就是指的是transceiver。

例如，一个QUAD包含了4个GT transceiver channel，其实就是包含了4个transceiver。

这些概念声明，看似多余，其实不然，有助于我们理解纷繁的叫法，避免产生疑惑！疑惑就会影响我们进一步理解其他相关内容。

还有上面我所说的GT Transceiver是指GTX/GTH Transceiver，我只是懒着打太多字了，后面我还会直接叫transceiver，其实都是一个意思。

上文：https://reborn.blog.csdn.net/article/details/120662183

关于GT Transceiver的总体架构介绍中，我们提到了transceiver由两部分构成，一部分是PCS，一部分是PMA，这两者我们暂时不按部就班的详细解释，我们暂时就理解PCS是transceiver的协议部分，较软核的东西，PMA是更偏硬核的东西。

等我们理解的够多了，在正式讲它们。

正文

Transceiver的时钟，名称多，关系复杂，让初次接触它的工程师，苦不堪言。

例如外部参考时钟，内部用户时钟等等，它们之间的关系是什么呢？

本文来简介一下。

首先，我们还是先看一个QUAD的结构：

就看这幅图，和时钟有关系的结构是哪些？每一个transceiver独有的CPLL，4个transceiver共有的一个QPLL，2个外部参考时钟输入对，和REFCLK Distribution（专用参考时钟布线）。

在QUAD中，GTXE2_CHANNEL/GTHE2_CHANNEL原语以及GTXE2_COMMON/GTHE2_COMMON原语都必须例化，需要注意的是不管使用还是不使用QPLL，GT_COMMON都是要例化的（这是工具自动操作的）。

外部参考时钟输入对 IBUFDS_GTE2就是Transceiver的参考时钟输入端口，记住，1个Quad有2个参考时钟，我们称之为REFCLK0，REFCLK1，具体用哪一个，看你外部板卡设计时，实际给了哪一路。

REFCLK Distribution的上下参考时钟引脚分别为南北时钟输入引脚。用于Quad之间共享参考时钟（也就是说，不一定每一个Quad都需要外部参考时钟，有的QUAD可以和其他Quad共享参考时钟，而共享的来源就是南北时钟输入引脚）。QUAD的南北参考时钟称为GTSOUTHREFCLK以及GTNORTHREFCLK。

如下参考时钟示意图：

如果transceiver内部使用QPLL，这时候外部参考时钟就要接入QPLL，如上示意图就是这样接入的。

其结构示意图如下：

总结来说，每个QUAD中的GT Transceiver通道有6个可用的参考时钟输入：

  1. 两个外部参考时钟输入对，GTREFCLK0和GTREFCLK1
  2. 来自于QUAD上部的两个参考时钟引脚对，GTSOUTHREFCLK0和GTSOUTHREFCLK1
  3. 来自于QUAD下部的两个参考时钟引脚对，GTNORTHREFCLK0和GTNORTHREFCLK1

GT Transceiver通道的参考时钟首先来自于上面所说的6个可用时钟来源，之后，这些参考时钟进入QPLL或者CPLL，下面分别介绍：

  • QPLL的参考时钟选择详情：

这是一个多路选择器结构，时钟的来源是刚才说的6个可用的时钟来源，多了一个GTGREFCLK，这个时钟是由内部 fpga 逻辑产生的参考时钟。这个输入只用于内部测试。

QPLLREFCLKSEL是多路选择器的选择信号，选择哪一路输入作为QPLL的输入来源。

  • CPLL的参考时钟选择详情

同QPLL。

关于二者的端口以及属性，见UG476的37页，这种微观的内容不是本文的重点。

每个QUAD都有两个专用的差分参考时钟输入，可以连接外部时钟源。必须例化IBUFDS_GTE2原语才能使用这些专用的参考时钟引脚对。

用户设计将IBUFDS_GTE2输出（O）连接到GTXE2_COMMON/GTHE2_COMMON（包含QPLL）或者GTXE2_CHANNEL/GTHE2_CHANNEL（包含CPLL）原语的GTREFCLK0或GTREFCLK1，参考时钟选择多路复用器就位于该端口。

根据线速率需求，用户设计可以灵活使用QPLL或者CPLL的不同组合来驱动TX以及RX数据路径。

如下参考时钟使用详情：

示例- END -

channel distribution

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