前言

為什么每次都將時鐘和復位單獨拿出來講?

對于我們使用Xilinx或其他的成熟IP而言，IP相當于一個黑匣子，內部實現的邏輯功能我們知道，但是控制不了，只能默認OK;一般而言，成熟IP都是經過反復驗證和使用，確實沒有什么問題。所以，IP能不能用，首先要做的就是確保時鐘和復位。

如果初始化不成功，我們也只能從這兩個方面入手檢查。

一、Aurora核的時鐘

打開Aurora配置界面，我們可以看到有三個時鐘：

參考時鐘、init clock、DRP CLOCK，如下圖所示：

對應到代碼：

input INIT_CLK_P;

input INIT_CLK_N;

input DRP_CLK_IN;

input GTXQ0_P;

input GTXQ0_N;

1. GT Refclk ： 上一篇我們介紹過，Aurora其實是基于GT作為物理層實現的，這個參考時鐘就是GT的參考時鐘，可以翻筆者之前介紹GTX時鐘博文詳細了解。由外部一對差分輸入時鐘而來，具體根據硬件而定。默認值：125Mhz。

2. INIT CLK ：初始化時鐘，之所以要INIT CLK，是因為在GT復位時，user_clk是停止工作的;Xilinx推薦的配置是INIT CLK時鐘頻率要低于GT參考時鐘。另外，筆者在查看example design的時候，發現GT復位是工作在INIT CLK。默認值：50Mhz。

3. DRP CLK ： DRP時鐘，動態重配置，感覺沒怎么用到，默認值：50Mhz。對于UltraScale器件而言，DRP CLK與INIT CLK相連接。

我們再打開example design，看看這幾個時鐘跟Aurora核是怎么連接的：

注意到沒，差分時鐘轉為單端時鐘，這里用了兩個原語：IBUFDS_GTE2是GT專用;IBUFDS則是一般情況使用。

那么，用戶邏輯時鐘又是多少呢?繼續上圖：

user_clk, 即是用戶邏輯時鐘，我們設計的用戶接口信號(AXI4-S接口)就是工作在該時鐘域。

而tx_out_clk，其實就是GTX里所講的gt_txoutclk。

這里一頓分析，只為了我們更好的了解Aurora核。如果只是使用，我們只需要按照IP配置界面選定的時鐘頻率給過去就好。

需要注意的是，參考時鐘必須由專用GT差分輸入時鐘得到，而INIT_CLK和DRP_CLK可以由PLL輸出。

二、復位設計

先來看下《PG046》文檔對復位的描述：

復位信號是用來將 Aurora 8B/10B core置為一個已知的開始狀態。在復位時，核停止當前所有操作然后重新初始化一個新的channel。

channel：兩個Aurora所建立的鏈路，可以有多條lane，每條lane對應一個高速收發器GT，統稱為channel。

在全雙工模式下，復位信號對channel的TX和RX都進行復位。

在單工模式下，tx_system_reset復位TX鏈路，rx_system_reset復位RX鏈路。

而gt_reset則是復位高速收發器GT，最終也會復位Aurora核。(這說明GT復位更加底層，只要GT復位，就會對核進行復位，后面代碼也會證實這一點)

再來看兩個case：

CASE 1：全雙工配置下的系統復位

在全雙工配置模式下，復位信號應至少保持6個時鐘周期(user_clk)。channel_up在3個時鐘周期(user_clk)后拉低，如下圖所示：

CASE2：全雙工配置下的GT復位

在全雙工配置模式下，GT復位信號應至少保持6個時鐘周期(init_clk)。復位的結果user_clk會在幾個時鐘周期后停止，因為沒有了來自GT的txoutclk。隨后，channel_up也會跟著拉低。跟前文講述一致。如下圖所示：

其他的就不再展開了，感興趣的可以詳細查閱《PG046》。

我們再從代碼的角度來看看復位：

Aurora復位信號有兩個，一個是系統復位RESET，一個是GT復位GT_RESET;復位邏輯就如同前文描述，具體到代碼，感興趣的可以查閱示例工程的reset_logic.v;這里直接給出結論：

1. GT復位更加底層，優先級要高于系統復位RESET;也就是說，若GT復位，那么系統復位也拉高;《PG046》對復位的描述也是如此。

2. 當GT復位沒有拉高時，根據輸入的系統復位RESET，使用移位寄存器對其打拍，輸出復位。

3. GT復位同步于INIT_CLK，所以先將其同步到user_clk時鐘域，再對Aurora進行復位。

最后，Xilinx大佬操作來了!

①channel_up ： 只要channel_up信號為高，那么說明核初始化完成，且建立了channel，在channel_up拉高之前，lane_up會拉高。我們邏輯設計可以直接使用該信號，在初始化完成之后，再進行邏輯操作。

②debug流程：具體查看P.105

后記

現在FPGA都集成了高速收發器硬核，各種協議的高速接口都是基于GT物理層來實現的。所以，在學習這些高速接口IP之前，最好先熟悉GT。后面就會發現很多東西都是通的。

審核編輯：湯梓紅