Virtex-5 GTP 和Virtex-6 GTX 间匹配通信研究及应用

李凯1* ,何松华1,欧建平2 ( 1. 湖南大学信息科学与工程学院 2. 国防科学技术大学ATR 国家重点实验室)

摘要:针对Virtex-5 RocketIO GTP 和Virtex-6 RocketIO GTX 之间的差异性,需对预/去加重和接收均衡值、接收终端电压以及发送差分电压值等参数作出灵活调整,才能适应二者间的数据通信。利用ChipsCope Pro_IBERT 测得的实际通信参数来设置GTP/GTX 的收发端,再通过自定义通信协议定义数据帧结构,设计出一种新的RocketIO 数据收发接口控制器。分析了接收端高频时钟的不稳定以及漂移等不确定性因素引起的前后字节错位的现象,并在自定义协议中加入了数据错位校正模块,大大降低了数据传输误码率。通过实验表明: Virtex-5 RocketIO GTP 和Virtex-6 RocketIO GTX 间可实现数据的高速串行匹配通信,同时该数据收发接口控制器具有数据传输稳定、误码率低、通用性好等优点。

0 引言
RocketIO 是Xilinx 公司现场可编程门阵列( Field Programmable Gate Array,FPGA) 内嵌的可编程全双工高速串行收发器,在Virtex-5 和Virtex-6 等系列FPGA 中改称为吉比特收发器( Gigabit Transceiver,GT) ,因有部分差异又分为P 型和X 型,即GTP 和GTX,用以实现FPGA 与外部设备间数据的高速串行通信[1]。目前工程上普遍使用相同RocketIO 进行相互间数据通信,比如GTP 与GTP、GTX 与GTX 进行相互间数据通信。尽管这样设计可以得到稳定可靠的数据通信,但是在FPGA 升级或FPGA 板卡更换后会出现通信匹配问题,这就大大缩小了FPGA 板卡中FPGA 变更的范围,降低了系统的可扩展性。

本文对Virtex-5 RocketIO GTP 和Virtex-6 RocketIO GTX 内部结构进行了比较分析,通过对收发端的预/去加重和接收均衡、发送差分电压大小匹配、接收终端电压、接收数据错位问题等进行分析,找到了合适的通信参数。然后在此基础上通过自定义通信协议,设计出了具有接收数据前后字节错位校正功能的数据收发接口控制器,实现了GTP 与GTX间数据的高速串行通信。GTP 与GTX 的匹配通信使得多片FPGA 电路系统的升级方便了许多,直接更换FPGA 板卡即可,现已在某型雷达信号模拟器中成功应用。点击查看更多精彩内容