Kintex7系列的GTX，以其杰出的功能和功耗体现，现已成为业界FPGA选型时的明星。因为其杰出的DFE功能，它能供给高达12.5Gbps的过背板才能，能支撑在插损高达30dB的信道上牢靠传输。在许多的SERDES运用中，有些运用比较特别，那就是需求在实践运转过程中动态切换GTX的链路速率，如无线中的CRPI接口，需求一起支撑9.8G，4.9G，2.4G等许多速率。那么，怎么能做到牢靠地进行速率切换呢？本文就此作为主题，希望能充沛发挥GTX的优势。
1. 布景常识GTX结构
Kintex7的SERDES的结构图如图1。
图1 Kintex7 GTX结构图
以发送方向为例，参看图2的发送方向的时钟分布图：
图2 GTX 发送方向时钟分布图
Kintex7在进行链路速率切换时，首要有如下几种方法：
1） 切换QPLL/CPLL的参阅钟源头；
2） 经过DRP接口修正QPLL/CPLL的参数设置
3） 切换QPLL/CPLL供给链路时钟；
4） 调整PMA的分频系数。
GTX作业形式介绍
在GTX内部，有2种作业形式：LPM形式和DFE形式。
LPM（Low Power Mode）形式是低功耗形式，其首要支撑低插损信道，链路速率《11.2G，信道插损在12dB以下的状况。在LPM形式中，CTLE和baseline wander cancellaTIon都是全主动的，不需求手艺调整。LPM形式的结构图如下：
图3 LPM形式下GTX结构图
DFE形式则供给更好的信道补偿，其能够支撑高达12.5G的链路速率，并在信道插损大于8dB的场景下有杰出体现。DFE和CTLE不同，它不会扩大噪声和串扰，能纠正信道不接连引起的反射。它能主动运用AGC，CTLE，DFE和baseline wander cancellaTIon来完结信道补偿，一起也支撑CTLE手动形式。DFE形式下GTX的结构图如图4。
图4 DFE形式下GTX结构图
8B/10频谱特性介绍
为何独自介绍8B/10B呢？首要是因为选用8B/10B编码的体系，其当体系空闲时，大体上都会发送固定码型的数据，如802.3中界说的/I1/和/I2/。固定码型的数据其频谱比较离散，有太多的毛刺，不利于EMI也不利于DFE进行补偿盯梢。一般来说，当链路速率》5Gbps时，仅仅简略的选用8B/10B编码现已不适合。许多协议一般此刻会运用加扰进行代替或许在8B/10B编码前先对数据进行加扰。
在实践运用中，能够经过示波器对信号进行快速FFT剖析，得到其频谱特性。假如频谱毛刺比较多，那么就需求考虑在发送端改进信号频谱。图5是8B/10B编码下，不同的形式的频谱。从图上能够看出，发送固定序列的AKR IDLE和GbE下的/I2/，其频谱毛刺都许多，不适合于DFE作业。
图5 频谱图
GTX复位流程
假如是以ISE14.4例化GTX，那么GTX的IP版别应该是2.4。在此版别的example code中，关于GTX的复位流程有充沛的考虑。其能够作为我们规划GTX的复位处理的样板。复位次序的一个整体原则是：从PLL，到PMA，再到PCS，再到用户逻辑，依序处理。需求留意的是，GTX的复位都以一致的GTRXRESET/GTTXRESET来发动，而复位形式则装备成sequenTIal reset。
在接纳方向，复位流程大致为：
图7 GTX接纳方向复位流程图
在发送方向，复位流程大致为：
图8 GTX发送方向复位流程图
2. GTX装备介绍
GTX的装备需求要点重视的是：1） AGC；2） CTLE；3） RXCDR_CFG；4） 发送方向的Pre-emphasis。本文首要评论前面3项。
LPM形式下，AGC和CTLE都是全主动形式。其也供给了HOLD，OVERRIDE端口进行操控，如{RXOSHOLD， RXOSOVRDEN}，{RXLPMLFHOLD， RXLPMLFKLOVRDEN}，{RXLPMHFHOLD， RXLPMHFOVRDEN}。
在DFE形式下，相同也供给了HOLD，OVERRIDE端口进行操控各种特点。其还分为CTLE Auto形式和CTLE Manual形式。CTLE Auto形式的启用能够经过DRP接口修正如下特点来完结。
RX_BIAS_CFG［5:4］ = 2‘b11
RX_DFE_KL_CFG2［26:23］ = 4’b0111
RX_DFE_LPM_CFG［5:2］ = 4‘b0010
而在CTLE Manual形式下，经过DRP接口修正RX_DFE_KL_CFG2特点，能够调整CTLE的频率响应曲线，然后取得适合于信道的值。
图9 DFE形式下CTLE的设置
除掉上面的装备，影响GTX功能的还有RXCDR_CFG特点，其也只能经过DRP接口完结修正。详细引荐装备值参看表1。
3. CPRI下GTX速率切换流程
CPRI一般分如下几个作业链路速率：
1） 2.4576 Gbps
2） 3.072 Gbps
3） 4.9152 Gbps
4） 6.144 Gbps
5） 9.8304 Gbps
在实践运用中，假如最高速率需求支撑到9.8304Gbps，那么QPLL是有必要启用的。因为每个Quad只要1个QPLL，假如Quad里的4个GTX都要独自调理链路速率，那么QPLL就只能作业在9.8304Gbps。下面又分2个状况进行评论：
a） 支撑的速率有倍速联系；
只需求经过修正PMA部分的RXOUT_DIV和TXOUT_DIV特点，或许RXRATE和TXRATE端口即可，而QPLL只作业在9.8304Gbps上。
b） 支撑的速率没有倍速联系。
除9.8304Gbps及其他和9.8304Gbps有倍速联系的速率外，其他速率的支撑经过CPLL来支撑。在CPLL不运用的时分能够讲起PowerDown。
不管上面的哪种装备场景，其最基本的速率切换流程都不会有太大差异。其切换流程大体都应如下：
Step1：经过DRP接口更新相关特点：
RXCDR_CFG，值详细参照表1
RX_BIAS_CFG
RX_DFE_KL_CFG2，值详细参照图9
RX_DFE_LPM_CFG
RXOUTDIV
TXOUTDIV
Step2：复位GTX，参照GTX的复位流程。
值得留意的是，因为不同的链路速率下信道的体现不一致，RXCDR_CFG，RX_DFE_KL_CFG2的最佳值都会有不同，所以在切换速率时，有必要经过DRP接口将最佳值装备到GTX。在切换LPM形式和DFE形式时，也有必要从PMA开端进行一次完好复位。
