多通道Aurora 8b10b核收发通信

                                                        多通道Aurora 8b10b核之参考时钟如何合理分配  

0    背景

        最近项目涉及到采用Aurora 8b10b IP核进行多通道收发通信，即一片主FPGA与4片从FPGA采用独立的aurora通信链路进行数据收发通信。程序编写完毕后，在ISE14.7工具进行编译阶段，遇到各个GTXE2_CHANNEL链路通道与GTXE2_COMMON参考时钟管理单元二者位置不匹配的问题，见下文图1所示。

 

1   问题分析

       

        由上述log信息可知，ERROR：Place：1390 - Unroutable Placement！ 问题出错的地方为：4个GTXE2_CHANNEL链路通道与其各自对应的GTXE2_COMMON参考时钟管理单元二者位置不匹配的问题。4个GTXE2_CHANNEL链路通道已进行了位置约束，但是4个GTXE2_COMMON没有进行位置约束。

        我初步思路：给4个GTXE2_COMMON添加位置约束。查看planahead工具，分配的4个GTXE2_CHANNEL均位于同一个GTX_QUAD中，对应的GTXE2_COMMON位置为GTXE2_COMMON_X0Y3。于是我给4个链路通道的GTXE2_COMMON均添加约束为LOC=GTXE2_COMMON_X0Y3。再次进行编译，提示错误为4个GTXE2_COMMON无法组合在同一个GTXE2_COMMON中。问题信息见下图2所示。

 

2   问题再分析

        上述log信息提示错误4个GTXE2_COMMON无法组合在同一个GTXE2_COMMON中。按照log信息的意思：需要4个独立的GTXE2_COMMON才可以？    但是，之前4个GTXE2_COMMON不添加位置约束时，对应的就是4个独立的GTXE2_COMMON，结果编译错误。查阅Xilinx官方手册UG482 7 Series FPGAs GTP Transceivers User Guide，得到信息：位于同一个GTX_QUAD中的4个GTXE2_CHANNEL可以共用一个GTXE2_COMMON。示意图见下图3所示。

        如果GTXE2_CHANNEL通道数目超过4个，即GTXE2_CHANNEL位于2个不同的GTX_QUAD，则需要额外增加1个GTXE2_COMMON，单一IBUFDS_GTE2差分参考时钟上限支持12个GTXE2_CHANNEL。

        那么，把4个独立的GTXE2_CHANNEL约束在同一个GTXE2_COMMON中，应该是满足设计要求的，那么为什么会提示错误信息Error：Pack：2811呢？

 

3   问题解决

        由上图fig2-5可知：4个GTXE2_CHANNEL共享一个GTXE2_COMMON，意思就是程序中只能出现一个GTXE2_COMMON，但是打开程序例化的Aurora IP核源文件发现，每个IP核均包含GTXE2_COMMON这个原语。因此，需要对Aurora IP核源文件进行修改。

Step1：  只在第1个IP核中保留GTXE2_COMMON原语，其余3个IP核中，将GTXE2_COMMON原语删除；

Step2： 修改4个GTXE2_CHANNEL的输入的PLLCLK和PLLREFCLK 均采用上述GTXE2_COMMON输出得到；

那么，就可以间接得出，该4个GTXE2_CHANNEL采用的是同一时钟源，故它们的工作频率必须相同，否则不满足设计要求。

    经过上述对Aurora IP核源文件进行修改后，再次编译，则错误消失，问题得到解决。

 

参考资料：

1.  UG482     7 Series FPGAs GTP Transceivers User Guide；

2.  网友博客：《AURORA核多通道绑定使用注意事项》http://www.pianshen.com/article/2341132403/

非常感谢这位网友博客的分享，启发了我解决问题的思路，再此表示非常感谢！！！