“芯”手艺分享 | SA5T-100 SERDES的ModelSim仿真先容
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宣布时间:
2024-05-30
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1. 前言

本文将详细解说怎样使用ModelSim来仿真SA5T-100 SERDES,,这关于项现在期评估阶段的用户将有主要意义,,有助于快速熟悉和使用这颗100K逻辑的FPGA。。


2. 仿真情形

本文以ModelSim 10.1c情形为例来举行仿真历程的先容,,也适用于其它版本。。

1)建库

由于现在SERDES仿真库是用两个vp文件提供的,,因此在建SEAL库的时间,,不要选xsSERDES_CH和xsSERDES_COM两个文件,,当用户仿真一个较大的工程时,,含有其它底层ip,,例如FIFO、双口RAM等,,就需要挪用这个SEAL库举行仿真了。。

2)SERDES库

现在以两个单独文件提供:

COMMON_WRAP.vp

SERDES_CH_windows.vp


3. 4通道SERDES代码架构

1)SA5T-100的SERDES程序结构是4个CHANNEL加1个COMMON,,参考时钟在SA5T-100是从COMMON输入的,,在4个CHANNEL均保存有GTGREFCLK的接口。。关于时钟部分,,一个Quad的SERDES包括4个CPLL和1个QPLL,,当速率低于6.6G,,使用CPLL即可,,高于6.6G则使用QPLL,,每条CHANNEL通道使用CPLL或是QPLL,,可以在代码中无邪设置。。

2)提供应用户的SERDES代码,,是以4通道的形式提供,,好比本仿真例程里的serdes_module_4CH.v,,这内里已经涵盖4个CHANNEL和1个COMMON,,并且把用户需要用到的参数都拉出来了,,易于修改使用;;;;;引出来的通例接口,,以友商的SERDES?IP的接口命名方法给出,,用户易于明确和使用。。代码里也包括了SERDES的初始化复位流程,,包括复位CPLL/QPLL,,复位GTTXRESET和GTRXRESET,,同时也把用户控制GTTXRESET和GTRXRESET的使能引出来,,供用户随时举行复位控制,,详细可参阅serdes_module_4CH.v代码。。

3)代码中usrclk时钟的使用

SERDES代码中每个CHANNEL通道有4个输入的usrclk时钟,,划分是:rxusrclk、rxusrclk2、txusrclk、txusrclk2,,它们都可以来自rxoutclk和txoutclk,,可是其频率关系是和SERDES内部位宽设置有关,,好比用户接口位宽是内部位宽的2倍,,那么rxusrclk2就即是rxusrclk的1/2,,本仿真例程内里,,用户接口位宽与内部位宽都是40bit,,因此可以直接把rxoutclk赋值给rxusrclk、rxusrclk2,,txoutclk赋值给txusrclk、txusrclk2。。


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4)位宽、速率参数的设置

CPLL相关盘算公式:

fPLLClkout = fPLLClkin x (N1 x N2)/M ; ?

fLineRate ?= fPLLClkout x 2 / D

QPLL相关盘算公式:

fPLLClkout = fPLLClkin x N /(Mx2);

fLineRate ?= fPLLClkout x 2/ D

这些N1、N2、M、D参数的相关设置,,是通过代码中的defparam来转达,,详细可参考响应的代码:


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5)CPLL、QPLL选择项的设置

CPLL和QPLL的使用,,有几项设置需要注重,,现在在代码中都已经用parameter界说出来,,用户在挪用serdes_module_4CH.v时用defparam转达一下参数即可,,例如:

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4. Testbench代码

1)在Testbench里,,需要结构出时钟给SERDES的参考时钟,,并写一段数据激励,,用于SERDES发送,,仿真时视察吸收端数据情形;;;;;可以设置loopback模式和PRBS模式;;;;;也可以设置成正常模式,,并把txp/txn赋值给rxp/rxn,,组成一个外部环回的情形,,例如:


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2)发送的激励数据,,是一段含K码的要害字+一段递增数据段,,K码为8’hBC,,在含有K码的字节中,,要响应把txcharisk拉高,,详细可参阅代码tb_test。。

仿真时,,首先视察CPLL或QPLL有没有拉高,,再视察txresetdone和rxresetdone有没有拉高,,若是所有拉高则体现初始化竣事,,再视察收发数据是否正常。。

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仿真历程可以看出QPLL先锁定,,随后4个CHANNEL的rxresetdone和txresetdone也随即拉高,,体现SERDES复位乐成,,能进入吸收状态。。

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发送数据505050bc、88888888、99999999……

吸收数据可以看到虽然有前后16bit的偏移,,可是K码的指示照旧准确的,,K码的作用就在这里,,用于指示并让用户能重新调理到准确的32bit数据。。


最后,,若是需要仿真例程的代码,,可以咨询销售或FAE。。