系统整理一下关于赛灵思FPGA原理图的设计过程,一方面记录下,另一方面小伙伴沟通交流。之前提到了一下FPGA内存设计。本篇介绍FFVA1156 (XCKU040)GTH高速收发器、交代下文档路径:赛灵思官网-->产品-->FPGA-->UltraScaleFPGA选型手册-->ug576文档

对于原理图硬件设计来说一句话:只关注参考时钟+串行差分线,其他的均是FPGA工程的编码内容。

FPGA根据速度不同,将高速串行收发器分为如下几类,本案以GTH说明,其速率0.5Gb/s-16.3Gb/s

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可以支持的高速串行总线种类

发送器和接收器是独立的、内部结构框图如下均由PCS和PMA两部分组成:

PMA: 包含高速串并转换、预/后加重、接收均衡、时钟发生器及时钟恢复电路等等

PCS:包含8B/10B编解码、缓冲区、通道绑定和时钟修正电路等等

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收发器整体框图

Quad: 四个GTH通道+两个专用的参考时钟管脚和专用的南/北时钟

接下来就是各种让人头疼的时钟通道选择,乱七八糟的框图,下图为主要拓扑:

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收发器内部时钟总体功能框图

1、Reference Clock Input Ports (IBUFDS_GTE3/4)框图如下:对于硬件工程师来说,确认好MHTAVCC,GTREFCLK和CEB就可以了。

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输入参考时钟框图

当然也支持,仅使用“O”这种输入方式,如下:

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single Quad输入模式

2、Reference Clock Output Ports (OBUFDS_GTE3/4)框图如下:

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输出参考时钟框图

3、QPLL和CPLL各种选择通道,用于选择相应的参数输入时钟

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QPLL输入参考时钟选择

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CPLL输入参考时钟选择

4、CPLL结构如下图所示,一句话用来倍频,锁频。里面各种参数配置不叙述了。

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CPLL内部功能框图

PLL结构如下,同上

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PLL内部功能框图

就只这样吧,脑子疼、好在我只是一个硬件工程师,不做FPGA编码