GT收发器PHY层设计(1)IP核配置

前言

根据前面的知识储备,我们已经了解了GT的基本工作原理,以及GT基本结构和时钟关系,本章内容将基于K7系列GTX设计一个自定义协议的PHY层。

一、PHY层是什么

PHY(Physical Layer)层是OSI模型中的一层,位于通信协议栈的最底层,负责处理物理介质上的数据传输和信号传输。PHY层的主要功能包括:

  • 将数据帧转换为适合在物理介质上传输的信号。
  • 对数据进行编码和解码,以确保可靠的传输。
  • 控制数据的传输速率和时序。
  • 对传输介质进行信道管理和调制解调。

在网络通信中,PHY层通常与硬件设备直接相关,包括网卡、光纤收发器、以太网交换机等,它负责将逻辑上的数据转换为物理层面的电信号或光信号,以实现数据在传输介质上的传输。PHY层的结构包括PCS(物理编码子层)、PMA(物理媒介适配层)、PMD(物理介质相关子层)等。其中,PCS主要负责线路编码和CRC校验编码;PMA子层主要用于串行化和解串,集成了SERDES、发送和接收缓冲、时钟发生器及时钟恢复电路;PMD子层一般用光模块代替实现光电/电光转换。此外,PHY层还定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,并向数据链路层设备提供标准接口。
我们这里设计的PHY层是指一个通用的基于GT的收发器设计,用户将AXIS数据传入设计的模块当中,可以从GT接收端收到完整的发送端的AXIS数据流,然后可以在此基础上自己增加特殊的协议等功能,主要工作在于GT IP核的使用,接收模块的字节对齐等。

二、GT IP核

将共享逻辑包含到示例工程里面,方便我们直接使用它的一些时钟和复位逻辑
在这里插入图片描述
设置线速率还有协议等,协议选择从零开始,速率大于6.6G只能使用QPLL,channel和时钟选择后续可以直接在XDC当中进行约束,用户XDC优先级是最高的。
在这里插入图片描述

选择数据位宽、编码形式,并且开启输入输出Buffer,这块有点复杂,平时一般采用buffer即可
在这里插入图片描述

comma逗号码作用: 在接收线上数据是串行的,我们需要知道何时进行串并转换,逗号码就是用来指示当前串并转换正确的标识作用,一般都使用K28.5作为逗号码。
在这里插入图片描述

这页不用设置什么,进行SATA和PCIE设计的时候使用。
开启一个回环就行。
在这里插入图片描述

开启时钟纠正,用户在发送数据时,增加前导码0xBC50,以便接收端可以不断纠正时钟以消除累积误差
在这里插入图片描述
总结:
下一篇将介绍官方example design设计以及我们如何根据example design自定义设计PHY

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