1.Virtex6 GTX Transceiver簡(jiǎn)介 在Xilinx的Virtex6 FPGA中，GTX作為一種低功耗的吉比特收發(fā)器，配置靈活，功能強(qiáng)大，并與FPGA內(nèi)部的其他邏輯資源緊密聯(lián)系，可用于實(shí)現(xiàn)多種高速接口（如XAUI、PCIE等）。V6 系列的FPGA中，GTX工作帶寬范圍是600 Mb/s到6.6 Gb/s，支持收發(fā)雙向，且收發(fā)雙向獨(dú)立。GTX接收和發(fā)送方向均由PMA和PCS兩部分組成，PCS提供豐富的物理編碼層特性，如8b/10b編碼、時(shí)鐘校準(zhǔn)等功能；PMA部分為模擬電路，提供高性能的串行接口特性，如預(yù)加重、均衡等功能。GTX同時(shí)還提供動(dòng)態(tài)重配置接口，用于動(dòng)態(tài)的修改GTX的配置。
2.GTX時(shí)鐘與布局在Virtix6 FPGA中，GTX是以Quad為單位組織的，每個(gè)Quad包含4個(gè)GTX和2對(duì)差分時(shí)鐘輸入。當(dāng)整個(gè)芯片多個(gè)GTX被使用時(shí)，需要合理的分布GTX與時(shí)鐘輸入。從一個(gè)Quad輸入的時(shí)鐘往上只能給相鄰的一個(gè)Quad提供參考時(shí)鐘，往下也只能給相鄰的一個(gè)Quad提供參考時(shí)鐘輸入，最多只能驅(qū)動(dòng)三個(gè)Quad，當(dāng)整個(gè)芯片多個(gè)GTX使用到同樣的參考時(shí)鐘輸入時(shí)，合理的分布時(shí)鐘輸入可以節(jié)省需要的時(shí)鐘數(shù)量，也可以為時(shí)鐘的提供冗余設(shè)計(jì)。
因此，基本的原則是同一個(gè)物理接口的幾個(gè)GTX放在一起，由同一個(gè)參考時(shí)鐘作為時(shí)鐘輸入；不同物理接口的GTX如果在同一個(gè)參考時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)覆蓋范圍內(nèi)，可以采用同一個(gè)參考時(shí)鐘輸入。有條件的情況下，可以做時(shí)鐘備份；當(dāng)一個(gè)時(shí)鐘可以覆蓋更多個(gè)GTX的時(shí)候，考慮到時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)能力的不確定性，為留有更多余量，沒(méi)必要使用到極限(一個(gè)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)12個(gè)GTX)。另外在V5的GTP中，關(guān)于多個(gè)GTP共用同一個(gè)參考時(shí)鐘輸入，要求在這個(gè)輸入時(shí)鐘的時(shí)鐘鏈上，每一個(gè)GTP都被使用(即使不需要，也要例化)，不允許共用同一個(gè)參考時(shí)鐘的兩個(gè)GTP中間有一個(gè)沒(méi)有使用的GTP。
3.預(yù)加重和均衡當(dāng)GTX收發(fā)器出現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量不佳、數(shù)據(jù)丟包、傳輸誤碼等的情形時(shí)，為提高信號(hào)質(zhì)量，可以調(diào)整GTX的預(yù)加重、均衡、輸出振幅的值，以及調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，來(lái)優(yōu)化GTX通道的通信質(zhì)量。在高速串行接口上，高頻分量衰減比低頻分量更嚴(yán)重，導(dǎo)致信號(hào)失真。因此，在數(shù)據(jù)發(fā)送方向可以調(diào)整預(yù)加重值和輸出振幅來(lái)提高信號(hào)質(zhì)量。預(yù)加重用于增加信號(hào)中高頻分量的強(qiáng)度，預(yù)加重的值由參數(shù)TXPREEMPHASIS[3:0]來(lái)設(shè)定。調(diào)整振幅用于增加信號(hào)的整體強(qiáng)度，振幅強(qiáng)度由參數(shù)TXDIFFCTRL[3:0]來(lái)設(shè)定。在數(shù)據(jù)接收方向可以調(diào)整均衡的值，還可以調(diào)整采樣點(diǎn)在采樣窗中的位置。均衡用于補(bǔ)償接收信號(hào)中的高頻分量，使接收到的信號(hào)恢復(fù)原狀，均衡值由參數(shù)RXEQMIX[2:0]。采樣點(diǎn)設(shè)置可以選擇采樣窗的眼中，使采樣更穩(wěn)定。以上參數(shù)的取值以及各個(gè)值的意義，請(qǐng)參見(jiàn)《Virtex-6 FPGA GTX Transceivers User Guide》（UG336）。
4.GTX的調(diào)試手段Virtex6 GTX提供了四種不同的環(huán)回，分別是近端PCS環(huán)回、近端PMA環(huán)回、遠(yuǎn)端PCS環(huán)回、遠(yuǎn)端PMA環(huán)回，可用于定位問(wèn)題出現(xiàn)在GTX的哪個(gè)部分。同時(shí)，通過(guò)觀察GTX輸出的PLL時(shí)鐘鎖定信號(hào)，可以分析問(wèn)題是否和時(shí)鐘相關(guān)。Xilinx提供了一系列的GTX Transceiver調(diào)試手段和工具，最有用的就是使用Chipscope進(jìn)行IBERT比特流誤碼率測(cè)試(即PRBS，偽隨機(jī)二進(jìn)制序列誤碼率測(cè)試）。關(guān)于IBERT(PRBS)測(cè)試的詳細(xì)內(nèi)容，將另有博文來(lái)介紹。