Xilinx 7系列FPGA收发器架构之接收器(RX)(十)

引言:本节开始我们介绍7系列FPGA收发器接收部分结构,通过本文可以学习以下内容:

RX模拟接收前端(AFE)介绍与使用GTX/GTH RX管脚极性控制

1.RX资源概述

GTX/GTH收发器的接收器(RX)资源包括PCS和PMA组件两部分,与TX类似,可以看做是TX结构的逆向。图1显示了RX结构框图。

图1、GTX/GTH收发器RX结构

如图1,按照GTX/GTH收发器RX接收信号处理顺序,RX主要包括以下关键模块:

RX模拟前端RX OOB信号检测RX均衡器(DFE和LPM)RX时钟分频器(CDR)RX接收串并变换(SIPO)RX PBRS检测器RX极性控制RX字节和字对齐RX 8B/10B解码器RX Buffer(缓冲器)RX状态控制RX相位校准RX变速模块(Gearbox)FPGA RX接口

2.RX模拟前端(AFE)

2.1功能概述

RX模拟接收前端(AFE)是高速电流模式输入差分缓冲器,如图2所示。该缓冲器具有以下特性:

可配置的RX端接电压校准的端接电阻

图2、RX模拟接收前端框图

AFE端口定义如图3所示。

图3、AEF端口定义

AFE属性如图4所示。

图4、AFE属性定义

图5给出了GTX收发器RX接收模拟前端(AFE)软件设计端口。

图5、RX接收模拟前端(AFE)软件设计端口

2.2 RX模拟接收端接使用模式

图6显示了我们在使用7系列FPGA收发器向导生成IP时有关RX端接配置选型。这些参数针对不同的串行收发器协议有不同的配置,本章节我们介绍如何进行这些参数配置。

图6、RX端接配置选项

RX端接针对不同的协议应用,有四种不同的使用模式,我们在进行如PCIe、SRIO、SFP+、XAUI等协议时,可以选择对应的配置模式。

1.RX端接-使用模式1:

图7、RX端接-使用模式1

图8、RX端接-使用模式1配置表

2.RX端接-使用模式2:

图9、RX端接-使用模式2

图10、RX端接-使用模式2配置表

3.RX端接-使用模式3:

图11、RX端接-使用模式3

图12、RX端接-使用模式3配置表

4.RX端接-使用模式4:

图13、RX端接-使用模式4

图14、RX端接-使用模式4配置表

2.RX管脚极性控制

如果GTX/GTH收发器RXP和RXN差分管脚在PCB布线时进行了交换,差分对发送输出的比特流会取反。一种解决办法是串并转换之前对发送的数据位逐位取反。另外一种方法是通过RX极性控制,实现RXP和RXN极性交换。图14给出了RX极性控制端口操作。

图15、RX极性控制端口操作

3.RX OOB信令解码

GTX/GTH接收器RX提供支持解码SATA和SCSI协议要求的OOB信令以及PCIe规范描述的信令。支持SATA/SAS OOB信令的GTX/GTH接收机包括解码OOB信号状态所需的模拟电路和解码SATA/SAS OOB信号突发的状态机COM序列(本文暂不详解OOB模块功能,以后介绍SATA协议时在详述)

7系列FPGA收发器架构详解连载九: