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FPGA设计心得（4）Aurora IP core 的定制详情记录

李锐博恩发表于 2021/07/15 02:14:57 2021/07/15

【摘要】文章目录写在前面IP核定制页面预览IP核定制详解lane widthLine RateGT REFCLK (MHz)INIT clk (MHz)DRP clk (MHz)Dataflow ModeInterfaceFlow controlBack ChannelGT selection 写在最后同行邀请参考资料写在前面很久没有在夜里写博客了，现...

文章目录

写在前面
IP核定制页面预览
IP核定制详解
写在最后
同行邀请
参考资料

写在前面

很久没有在夜里写博客了，现在是凌晨3点多，写这篇博客，夜真的太静了，这种感觉是真的好。为什么要在夜里写博客呢？
原因是通过这一段时间的学习，我发现白天我真的特别容易分心，夜里状态极好（读研期间养成的臭毛病之一），当然并不是推荐这种做法，毕竟以后工作还是白天，只是有特别需要完成的任务时（导师给的项目代码，但看懂还是需要自己通过定制类似的IP核实践一下，触类旁通），坚持一下还是很有必要的。

这篇博客讲的是Aurora IP核的定制问题，说实话，IP核的定制谁都会，随便选选都能用，但是我觉得还是有必要认真去了解特定的IP核定制，特别是其重要细节的选择，只要了解了，才能进行后面的仿真。
废话不多说，开始吧。（声明：有耐心的推荐阅读数据手册）
对了，这是上一篇博客，有助于这一篇博客的理解。
FPGA设计心得（3）Aurora IP core 的理论学习记录

IP核定制页面预览

第一页，物理层以及链路层信息选择：

第二页，选择IP核使用的GTX 通道以及那个MGT BANK等：

第三页：共享逻辑的位置，例如时钟以及复位等逻辑，是在核内还是在例子工程内（一般较为复杂的IP核，赛灵思会提供例子程序供学习以及修改作为自己的工程），为了灵活使用时钟等，个人倾向于在例子内：

IP核定制详解

lane width

物理层参数之一，数据手册给出的解释是：
选择该IP核中使用的收发器（Transceiver）的字节宽度。此参数定义收发器的TXDATA / RXDATA宽度以及用户接口数据总线的宽度。有效值为2和4。
默认值为2；
对于用户接口，我们在定制页面给出对比：
当lane width为2时：
当lane width为4时，

Line Rate

在0.5（Gb / s）到6.6（Gb / s）的有效范围内输入以吉比特/秒为单位的线速率值。
线速率这个参数值是未编码的比特率，通过串行链路以该比特率传输数据。该核的总数据速率为：
（0.8 x 线速率）x Aurora 8B / 10B通道数。
线速率受所选设备的速度等级和封装的限制（也即不同的设备以及封装等具有不同的限速率）。

GT REFCLK (MHz)

从下拉列表中选择收发器的参考时钟频率。参考时钟频率取决于所选的线路速率。为了获得最佳结果，请选择可以实际应用于目标设备的参考时钟输入的最高速率。
默认值为：125.000 MHz

INIT clk (MHz)

字面意思是初始化时钟，也没啥好解释的，Aurora协议中需要初始化的东西很多吧，默认时钟50M，给就完事了。

DRP clk (MHz)

DRP的英文应该是dynamic reconfiguration port，意思是动态可重配置端口，那么drp clk到底是个什么呢？在IP核中用来干嘛的？
你听说过在线配置属性吗？（例如：GTX可以工作在不同线速率，用户可能需要通过更改内部属性来实现，这就需要DRP时钟了。）也许做过GTX/GTH的朋友，有意无意都听说过，那这个drp clk就是用于此的。（也许你不需要用，但是如果例子程序需要给的话，给相应的时钟就好了。）

默认时钟也为50M。

Dataflow Mode

字面意思是：数据流模式，如下定制页面：

可以选择为全双工，以及只收单工，只发单工三种模式。
不必多说，如果你需要有收有发，自然全双工模式。

Interface

用户端接口，可以选择的协议格式有framing以及streaming，博文：Aurora IP core 的理论学习记录就介绍过。
streaming接口格式比framing格式要简洁的多。

选择用于核的数据路径接口的类型。选择Framing使用AXI4-Stream接口，该接口允许封装任何长度的数据帧。选择流传输则使用简单的AXI4-Stream接口通过Aurora 8B / 10B通道流传输数据。

Flow control

选择所需的选项以将流量控制添加到核。

用户流控制（UFC）允许应用程序通过Aurora 8B / 10B通道发送简短的高优先级消息。

本机流控制（NFC）允许全双工接收器调节发送给它们的数据的速率。

立即模式允许将空闲代码插入数据帧内，

而完成模式仅将空闲代码插入完整数据帧之间。

当然这是针对数据路径接口格式为framing时的流控制，如果选择streaming格式，则此选项不需要。

Back Channel

仅仅对应于单工模式，字面意思是后通道，至于干啥用的，我还真不知道。
用实践来说话吧，或者提出你的见解？

可选的值为；

GT selection

GT selection需要配置的有两个东西，一个是lanes，也就是通道数量，使用几个通道，就像去一个目的地，有很多条路，你需要选择你的车队分别做哪几条路线。
事实上，在FPGA中，GT Bank是有限的，不同类型的FPGA以及不同的封装等都有不同数量的MGT Bank，而一个MGT BANK上有4个通道叫channels，在这里叫lanes，四个channels加上一个共有的QPLL，组成一个Quad。
以前也讲过这东西：
Aurora IP core 的理论学习记录

GTX/GTH 物理层结构分析

如下：

这里就是配置这些的。
最后是GT Refclk1和Gt Refclk2，选择参考时钟，例如上图GTXQ0,是不是就是选择GTX中的QPLL了呢？
我想应该是的，这样的话，时钟质量是最好的。（当然还需要斟酌）。
我想定制过程大概就这样结束了，后面紧接着要进行仿真，通过仿真去更清楚的认识Aurora传输数据的过程。
先使用简单的streaming用户接口格式，在使用framing用户接口数据格式，这是很有必要的，因为实战中我发现还是很多都自用framing。