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AR# 51625

Virtex-7 FPGA GTH トランシーバーのデザイン アドバイザリ - エンジニアリング サンプル (GES) シリコンの属性アップデート、問題、および回避策

説明

このアンサーには、Virtex-7 FPGA GTH トランシーバーのエンジニアリング サンプル (GES) シリコンの属性設定、問題、および回避策に関する情報が含まれています。

ソリューション

1. GTH トランシーバー属性アップデート

次の表に、GTH シリコンで信頼性のある動作を得るのに必要な属性アップデートを示します。

ISE 14.4/Vivado 2012.4 を使用している場合は、7 Series FPGAs Transceivers Wizard の v2.4 を使用してエンジニアリング サンプル (GES) の GTH 設定を次のとおりに生成する必要があります。RXCDR_CFG、BIAS_CFG、QPLL_CFG、QPLL_CLKOUT_CFG のような一部の属性は、これまでどおりラッパーで手動で設定する必要があります。

ISE 14.5/Vivado 2013.1 の v2.5 のウィザードでは、RX_DFE_KL_CFG、QPLL_CFG、QPLL_CLKOUT_CFG、および QPLL_LOCK_CFG 以外のすべての属性が生成され、(ザイリンクス アンサー 53779) に示されているアップデートされた RX リセット シーケンスおよび (ザイリンクス アンサー 55009) に示されている TX 同期コントローラーの変更が含まれています。

ISE 14.6/Vivado 2013.2 の v2.6 のウィザードでは、QPLL_CFG、QPLL_CLKOUT_CFG、および QPLL_LOCK_CFG 以外のすべての属性が生成されます。

ウィザードの各種バージョンでサポートされるシリコン リビジョンについては、(ザイリンクス アンサー 46048) を参照してください。

GTH 属性

属性
DFE LPM
RX_CM_TRIM 4'b1010(1)
BIAS_CFG 64'h0000040000001050
ES_EYE_SCAN_EN TRUE

ES_HORZ_OFFSET 12'h000
ADAPT_CFG0 20'h00C10
PMA_RSV2 32'h1C00000A
PMA_RSV4 15'h0008
RX_BIAS_CFG 24'h0C0010
RX_DFE_AGC_CFG1 3'h4
RX_DFE_GAIN_CFG 23'h0020C0
RX_DFE_H2_CFG 12'h000
RX_DFE_H3_CFG 12'h040
RX_DFE_H4_CFG 11'h0E0
RX_DFE_H5_CFG 11'h0E0
RX_DFE_H6_CFG 11'h020
RX_DFE_H7_CFG 11'h020
RX_DFE_KL_CFG 33'h041000310
RX_DFE_KL_LPM_KH_CFG0 2'h1
RX_DFE_KL_LPM_KL_CFG0 2'h2 2'h1
RX_DFE_KL_LPM_KL_CFG2 4'h2
RX_DFE_LPM_CFG 16'h0080
RX_DFE_ST_CFG 54'h00_E100_000C_003F
RX_DFE_UT_CFG 17'h03800

RX_DFE_VP_CFG 17'h3AA3
RX_OS_CFG 13'h0080
RXLPM_HF_CFG 14'h0200
RXLPM_LF_CFG 18'h09000
PMA_RSV 32'h00000080
CFOK_CFG 42'h248_0004_0E80(2)
CFOK_CFG2 6'b100000

CFOK_CFG3 6'b100000
RXOSCALRESET_TIMEOUT 5'b00000
CPLL_CFG 24'h00BC07DC
RXCDR_LOCK_CFG (3) 6'b010101
PCS_RSVD_ATTR[8] 1'b0(4)

RXCDR_CFG(5) フル レート : RXOUT_DIV=1 ハーフ レート : RXOUT_DIV=2 (1.6 ~ 6.55Gb/s) 1/4 レート : RXOUT_DIV=4 (0.8 ~ 3.275Gb/s) 1/8 レート : RXOUT_DIV=8 (0.5 ~ 1.6375Gb/s)
プリスクランブル パターンのあるスクランブルおよび 8B/10B

LPM/DFE モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm 83'h0_0020_07FE_2000_C208_001A (> 6.6Gb/s) 83'h0_0020_07FE_2000_C208_0018 (<= 6.6Gb/s)

CDR 設定 < +/- 700ppm
83'h0_0020_07FE_2000_C208_801A (> 6.6Gb/s) 83'h0_0020_07FE_2000_C208_8018 (<= 6.6Gb/s)

CDR 設定 < +/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_1000_C208_801A (> 6.6Gb/s) 83'h0_0020_07FE_1000_C208_8018 (<= 6.6Gb/s)

LPM/DFE モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm 83'h0_0020_07FE_1000_C220_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_1000_C220_8018

LPM/DFE モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm
83'h0_0020_07FE_0800_C220_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_0800_C220_8018

LPM/DFE モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm
83'h0_0020_07FE_0400_C220_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_0400_C220_8018

プリスクランブル パターンのない 8B/10B

LPM モード、<= 6.6Gb/s :

CDR 設定 < +/- 200ppm

83'h0_0020_07FE_2000_C208_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_2000_C208_8018

LPM モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm

83'h0_0020_07FE_1000_C208_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm, +/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_1000_C208_8018

LPM モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm
83'h0_0020_07FE_0800_C208_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_0800_C208_8018

LPM モード :

CDR 設定 < +/- 200ppm
83'h0_0020_07FE_0400_C208_0018

CDR 設定 < +/- 700ppm、+/- 1250ppm
83'h0_0020_07FE_0400_C208_8018

SSC 設定を使用した SATA REFCLK PPM(6) 83'h0_0010_07FE_1000_C848_8018 83'h0_0008_07FE_0800_C8A0_8118 83'h0_0004_07FE_0800_C8A0_8118
PCIe Gen3 CDR 設定 < +/- 200ppm 83'h2_0020_0FFE_2000_C208_001A
属性 VCO レート = 6.6Gb/s ~ 13.1Gb/s (QPLL/CPLL) VCO レート = 1.6Gb/s ~ 6.6Gb/s (CPLL)
RXPI_CFG1 2'b11 2'b0
RXPI_CFG2 2'b11 2'b0
RXPI_CFG3 2'b11 2'b11
RXPI_CFG4 1'b0 1'b1
RXPI_CFG5 1'b0 1'b1
RXPI_CFG6 3'b100 3'b001
属性 QPLL 周波数 >= 8GHz および <= 11.85GHz  QPLL 周波数 > 11.85 および <= 13.1GHz
QPLL_CFG 27'h04801C7 27'h0480187
QPLL_LOCK_CFG 16'h01E8(7) 16'h01E8
QPLL_CLKOUT_CFG 4'b1111 4'b1111

注記 :

  1. プログラマブルで、800mV に設定されます。
  2. シミュレーション時間を短縮するため、CFOK_CFG を別の値に設定する必要があります。詳細は、(ザイリンクス アンサー 47318) を参照してください。
  3. RXCDRLOCK ポートはサポートされていません。入力データを確認してください。
  4. デフォルトの PCS_RSVD_ATTR[8] = 1'b0 は、OOB が電源オフになっていることを意味します。OOB 回路は、PCI Express、SATA/SAS などのアプリケーションでは電源オン (1'b1) にする必要があります。OOB を使用していないデザインの場合、RXELECIDLEMODE[1:0] は 2'b11 に、RXBUF_RESET_ON_EIDLE は FALSE に設定する必要があります。
  5. RXCDR_CFG 設定は暫定的なものであり、現在特性評価中です。最終的な設定は決定しだい追加されます。
  6. この設定は、SSC を使用する REFCLK PPM の SATA 要件 (-5000PPM の 33KHz FM Triangular 変調を使用した +/- 700PPM) をサポートするためのものです。
  7. 2013/07/29 の変更は、周波数が 11.85 ~ 12GHz の場合にのみ必要です。8 ~ 11.3GHz の周波数範囲で値は 16'h05E8 から 16'h01E8 に変更されていますが、この範囲ではこれらの値は同等です。


GTH ポート

ポート
ISE 13.4 デフォルト ISE 14.1 DFE LPM
RXDFEAGCHOLD 1'b0 1'b0 1'b0(1)
RXDFEAGCTRL 5'h00 5'h10
RXDFELFHOLD 1'b0
1'b0 1'b0(1)
RXLPMHFHOLD 1'b0 1'b0 1'b0(2)
RXLPMLFHOLD 1'b0 1'b0 1'b0(2)
RXDFEAGCOVRDEN 1'b1
RXDFEXYDEN 1'b0 1'b1    
RXOSINTCFG 4'b0110
RXOSINTEN 1'b1

注記 :
1. DFE モードでは、AGC および KL 低周波数ループは適応モードに設定されます。
2. LPM モードでは、KH および KL ループは適応モードに設定されます。

2. 使用モード

2.1. GTHE2_COMMON/BIAS_CFG 使用モデルの変更

一般的な使用モード :

BIAS_CFG は GTHE2_COMMON モジュールの属性で、その値はチャネルを駆動する PLL によって変わります。正しい QPLL 設定は属性表にあります。ただし、正しい BIAS_CFG を伝搬させるには、次の使用モードに従う必要があります。そうでないと、BIAS_CFG がソフトウェア モデルで不正に 64'h0000000000000000 に設定されます。

7 Series GTH Transceiver Wizard v2.1 以前のバージョンで正しい BIAS_CFG 値を使用するには、次の手順に従います。

  1. QPLL が区画で使用されていなくても、デザインで使用されている区画すべてに GTH2_COMMON をインスタンシエートします。
  2. ラッパーまたは UCF ファイルで、BIAS_CFG の上記の正しい値を定義します。

注記 : 上記のように BIAS_CFG を設定した後、GTHE2_COMMON ブロックが最適化されてしまわないように、次の最小限の接続が必要です。

1. GTHE2_COMMON ポート GTREFCLK0 を入力基準クロックに接続します。
2. GTHE2_COMMON ポート QPLLOUTCLK を GTHE2_CHANNEL ポート QPLLCLK に接続します (区画で使用されているチャネルすべて)。
3. GTHE2_COMMON ポート QPLLREFCLKSEL を 3'b001 にします。

Verilog の gtwizard_v2_1.v ファイルまたは VHDL の gtwizard_v2_1.vhd ファイルに、GTHE2_COMMON をインスタンシエートする必要があります。gtwizard_v2_1 はデフォルト名であり、v2.1 のウィザードの 1 ページ目で指定した名前に置き換えられます。GTHE2_COMMON インスタンシエーションは、ウィザードの QPLL を使用するサンプル デザインから取得できます。このアンサーに添付されている gt_wizard_v2_2.v および gt_wizard_v2_2.vhd ファイルに、2 つの GTXE2_COMMON がインスタンシエートされた例を示します。

ISE 14.2/Vivado 2012.2 ツール以降の 7 Series GTH Transceiver Wizard v2.2 以降のバージョンでは、GTHE2_COMMON モジュールは自動的にインスタンシエートされます。

クロック フォワード使用モード :

この使用モード要件は、次の条件に当てはまる既存デザイン、または一般的には Virtex-7 GTH トランシーバーを使用した新しいデザインに適用されます。この使用モードに従うと、正しい BIAS_CFG 設定が伝搬され、TX ジッター パフォーマンスが改善されます。

  • 基準クロックが 1 つの区画 (基本的には IBUFDS_GTE2 のみが使用され、この区画はデザインでほかの目的では未使用) から別の区画に転送される
  • GTH トランシーバーが -2 および -3 ライン レートで実行されている
  • 基準クロックの電圧振幅 (peak-to-peak の差異) が 400mV 未満である

IBUFDS_GTE2 が配置されている基準クロック ソースの区画にある GTHE2_COMMON モジュールもインスタンシエートし、属性表に示されている BIAS_CFG 値をラッパーまたは UCF で使用する必要があります。7 Series FPGAs Transceivers Wizard v2.5 を使用する場合、この使用モードは自動的にはインプリメントされません。

2.2. 終端使用モード

異なる RX 終端使用モードについては、(ザイリンクス アンサー 50146) を参照してください。

2.3. ACJTAG 使用モード

ACJTAG 使用モードの詳細は、(ザイリンクス アンサー 52431) を参照してください。

2.4. バッファー バイパス モード

最新のバッファー バイパス属性については、(ザイリンクス アンサー 47492) を参照してください。

2.5. RX リセット シーケンス

RX リセット シーケンス要件については、(ザイリンクス アンサー 53779) を参照してください。このアップデート シーケンスはプロダクション シリコンには必要ですが、ES シリコンでも使用できます。7 Series FPGAs Transceivers Wizard v2.5 を使用する場合、このリセット シーケンスは自動的に含まれます。

2.6. TX 同期コントローラーの変更

バッファー バイパス モードの位相アライメント用の TX 同期コントローラーについては、(ザイリンクス アンサー 55009) を参照してください。これは、7 Series FPGAs Transceivers Wizard v2.5 で修正されています。

改訂履歴

2014/03/11 - 表の RX_DFE_GAIN_CFG の値を 23'h0000C0 から 23'h0020C0 に修正(ウィザードによる設定は元々正しい)  
2014/01/20 - RXOSINTCFG および RXOSINTEN を属性表からポート表に移動
2013/09/10 - 属性表の RX_DFE_KL_LPM_KH_CFG0、RX_DFE_AGC_CFG1、および RX_DFE_GAIN_CFG の値を修正
2013/07/29 - 11.85 ~ 12GHz の周波数範囲の QPLL_CFG 値をアップデート(この範囲外の周波数には影響なし)
2013/04/12 - クロック フォワードを含めるために GTHE2_COMMON/BIAS_CFG 使用モードをアップデート、RX リセット シーケンスおよび TX 同期コントローラーのセクションを追加
2013/03/26 - RX_DFE_KL_CFG 設定をアップデート
2013/03/07 - LPM ポート設定を適応モードにアップデート、QPLL_CFG 設定をライン レートから QPLL 周波数に変更
2013/02/14 - PCIe Gen3 の RXCDR_CFG 設定を追加、DFE ポート設定を適応モードにアップデート
2013/01/10 - QPLL_CFG 設定をアップデート
2013/01/07 - BIAS_CFG、QPLL_CFG 設定をアップデート、QPLL_CLKOUT_CFG を表に追加
2012/12/12 - SATA SSC の RXCDR_CFG 設定を追加、OOB を使用していない場合の RXELECIDLEMODE/RXBUF_RESET_ON_EIDLE に関する記述を追加、エラッタに含まれるアイ スキャン関連の記述を削除
2012/10/25 - スクランブル/非スクランブルの 8B/10B および非 8B/10B パターンの RXCDR_CFG 設定を追加/アップデート
2012/10/16 - ACJTAG およびバッファー バイパス使用モードを追加、トランシーバー ウィザード v2.3 の属性設定に関する記述を追加
2012/10/11 - デザイン アドバイザリにアップグレード、タイトルに「エンジニアリング サンプル (GES) シリコン」を追加、このシリコン バージョンには該当しなくなった RXOUTCLK ポートのエラッタを削除
2012/09/28 - RXCDR_CFG 設定をアップデート
2012/09/06 - 初版

添付ファイル

関連添付ファイル

タイトル サイズ File Type
gtwizard_v2_2.v 25 KB V
gtwizard_v2_2.vhd 33 KB VHD

アンサー レコード リファレンス

関連アンサー レコード

AR# 51625
作成日 09/07/2012
最終更新日 04/17/2014
ステータス アクティブ
タイプ デザイン アドバイザリ
デバイス
  • Virtex-7