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? ? 哈咯大家好，今天帶來一篇RGMII接口轉GMII接口的實現思路，廢話不多說，直接進入主題。
? ? RGMII接口是雙沿采樣時鐘，數據位寬為4bit，而GMII接口是單沿采樣時鐘，數據位寬是8bit。
? ? 以Xilinx K7 ULTRASCALE+為例。
?? ?RGMII→GMII方向：
? ??可選方法有：
? ? 1.偏移接收時鐘相位來實現正確采樣數據的效果
? ? 2.偏移數據來實現正確采樣數據的效果
? ??本篇實現第2種方法，思路為：
? ? IO管腳→idelay→iddr→crc校驗。
? ? 將RGMII的數據管腳經過idelay源語，進行數據delay，再將數據經過iddr把4bit數據轉換成8bit數據，最后再將轉換好8bit的GMII數據經過CRC進行校驗，查看設置的idelay值是否滿足需求，若CRC校驗通過，則固定idelay的值即可，若不通過，則重新調整idelay的值。
????部分代碼如下：
?
generate for (n = 0; n < 4; n = n + 1) begin: DDRIN_BLOCK IDELAYE3 # ( .CASCADE ( "NONE" ), // Cascade setting (MASTER, NONE, SLAVE_END, SLAVE_MIDDLE) .DELAY_FORMAT ( "TIME" ), // Units of the DELAY_VALUE (COUNT, TIME) .DELAY_SRC ( "IDATAIN" ), // Delay input (DATAIN, IDATAIN) .DELAY_TYPE ( "VAR_LOAD" ), // Set the type of tap delay line (FIXED, VARIABLE, VAR_LOAD) .DELAY_VALUE ( 0 ), // Input delay value setting .IS_CLK_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for CLK .IS_RST_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for RST .REFCLK_FREQUENCY ( 307.2 ), // IDELAYCTRL clock input frequency in MHz (200.0-800.0) .SIM_DEVICE ( "ULTRASCALE_PLUS" ), // Set the device version for simulation functionality (ULTRASCALE, // ULTRASCALE_PLUS, ULTRASCALE_PLUS_ES1, ULTRASCALE_PLUS_ES2) .UPDATE_MODE ( "ASYNC" ) // Determines when updates to the delay will take effect (ASYNC, MANUAL, // SYNC) ) IDELAYE3_inst ( .CASC_OUT ( ), // 1-bit output: Cascade delay output to ODELAY input cascade .CNTVALUEOUT ( o_idelay_cnt_value_out[n] ), // 9-bit output: Counter value output .DATAOUT ( gmii_rxd_dly[n] ), // 1-bit output: Delayed data output .CASC_IN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Cascade delay input from slave ODELAY CASCADE_OUT .CASC_RETURN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Cascade delay returning from slave ODELAY DATAOUT .CE ( 1'd0 ), // 1-bit input: Active-High enable increment/decrement input .CLK ( i_rgmii_rxc ), // 1-bit input: Clock input .CNTVALUEIN ( idelay_cnt_value_in ), // 9-bit input: Counter value input .DATAIN ( 1'd0 ), // 1-bit input: Data input from the logic .EN_VTC ( idelay_en_vtc ), // 1-bit input: Keep delay constant over VT .IDATAIN ( i_rgmii_rxd[n] ), // 1-bit input: Data input from the IOBUF .INC ( 1'b1 ), // 1-bit input: Increment / Decrement tap delay input .LOAD ( idelay_load ), // 1-bit input: Load DELAY_VALUE input .RST ( i_rst ) // 1-bit input: Asynchronous Reset to the DELAY_VALUE ); IDDR # ( .DDR_CLK_EDGE ( "OPPOSITE_EDGE" ), //"OPPOSITE_EDGE", "SAME_EDGE, "SAME_EDGE_PIPELINED" .INIT_Q1 ( 1'b0 ), .INIT_Q2 ( 1'b0 ), .SRTYPE ( "ASYNC" ) ) ddr_data_in( .Q1 ( gmii_rxd[n+4] ), .Q2 ( gmii_rxd[n] ), .C ( i_rgmii_rxc ), .CE ( 1'b1 ), .D ( gmii_rxd_dly[n] ), .R ( 1'b0 ), .S ( 1'b0 ) ); end endgenerate IDDR # ( .DDR_CLK_EDGE ( "SAME_EDGE" ), //"OPPOSITE_EDGE", "SAME_EDGE, "SAME_EDGE_PIPELINED" .INIT_Q1 ( 1'b0 ), .INIT_Q2 ( 1'b0 ), .SRTYPE ( "ASYNC" ) ) ddr_ctrl_in ( .Q1 ( gmii_rxctrl[0] ), .Q2 ( gmii_rxctrl[1] ), .C ( i_rgmii_rxc ), .CE ( 1'b1 ), .D ( i_rgmii_rxctl ), .R ( 1'b0 ), .S ( 1'b0 ) );
?
GMII→RGMII方向：
? ? 可選方法有：
? ? 1.偏移接收時鐘相位來實現正確采樣數據的效果
? ? 2.偏移數據來實現正確采樣數據的效果
? ??本篇實現第2種方法，思路為：
? ??數據→oddr→odelay→IO管腳
????將GMII數據進入 oddr，把數據變成雙沿，再進去odelay對其加入絕對延時，最后再輸出到管腳。
?????部分代碼如下：
?
ODDRE1 #
(
.IS_C_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for C
.IS_D1_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.IS_D2_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.SIM_DEVICE ( "ULTRASCALE_PLUS" ), // Set the device version (ULTRASCALE, ULTRASCALE_PLUS,
// ULTRASCALE_PLUS_ES1, ULTRASCALE_PLUS_ES2)
.SRVAL ( 1'b0 ) // Initializes the ODDRE1 Flip-Flops to the specified value (1'b0, 1'b1)
)
ODDR_txdv_inst
(
.Q ( o_rgmii_txctrl ), // 1-bit output: Data output to IOB
.C ( i_clk ), // 1-bit input: High-speed clock input
.D1 ( i_tvalid ), // 1-bit input: Parallel data input 1
.D2 ( i_tvalid ), // 1-bit input: Parallel data input 2
.SR ( 1'b0 ) // 1-bit input: Active High Async Reset
);
ODDRE1 #
(
.IS_C_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for C
.IS_D1_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.IS_D2_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.SIM_DEVICE ( "ULTRASCALE_PLUS" ), // Set the device version (ULTRASCALE, ULTRASCALE_PLUS,
// ULTRASCALE_PLUS_ES1, ULTRASCALE_PLUS_ES2)
.SRVAL ( 1'b0 ) // Initializes the ODDRE1 Flip-Flops to the specified value (1'b0, 1'b1)
)
ODDR_txc_inst
(
.Q ( o_rgmii_txc ), // 1-bit output: Data output to IOB
.C ( i_clk_shift ), // 1-bit input: High-speed clock input
.D1 ( 1'b1 ), // 1-bit input: Parallel data input 1
.D2 ( 1'b0 ), // 1-bit input: Parallel data input 2
.SR ( 1'b0 ) // 1-bit input: Active High Async Reset
);
generate
for (n = 0; n < 4; n = n + 1)
begin: DDROUT_BLOCK
ODDRE1 #
(
.IS_C_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for C
.IS_D1_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.IS_D2_INVERTED ( 1'b0 ), // Unsupported, do not use
.SIM_DEVICE ( "ULTRASCALE_PLUS" ), // Set the device version (ULTRASCALE, ULTRASCALE_PLUS,
// ULTRASCALE_PLUS_ES1, ULTRASCALE_PLUS_ES2)
.SRVAL ( 1'b0 ) // Initializes the ODDRE1 Flip-Flops to the specified value (1'b0, 1'b1)
)
ODDR_data_inst
(
.Q ( tdata_dly[n] ), // 1-bit output: Data output to IOB
.C ( i_clk ), // 1-bit input: High-speed clock input
.D1 ( i_tdata[n] ), // 1-bit input: Parallel data input 1
.D2 ( i_tdata[n+4] ), // 1-bit input: Parallel data input 2
.SR ( 1'b0 ) // 1-bit input: Active High Async Reset
);
ODELAYE3 #
(
.CASCADE ( "NONE" ), // Cascade setting (MASTER, NONE, SLAVE_END, SLAVE_MIDDLE)
.DELAY_FORMAT ( "TIME" ), // (COUNT, TIME)
.DELAY_TYPE ( "VAR_LOAD" ), // Set the type of tap delay line (FIXED, VARIABLE, VAR_LOAD)
.DELAY_VALUE ( 0 ), // Output delay tap setting
.IS_CLK_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for CLK
.IS_RST_INVERTED ( 1'b0 ), // Optional inversion for RST
.REFCLK_FREQUENCY ( 307.2 ), // IDELAYCTRL clock input frequency in MHz (200.0-800.0).
.SIM_DEVICE ( "ULTRASCALE_PLUS" ), // Set the device version for simulation functionality (ULTRASCALE,
// ULTRASCALE_PLUS, ULTRASCALE_PLUS_ES1, ULTRASCALE_PLUS_ES2)
.UPDATE_MODE ( "ASYNC" ) // Determines when updates to the delay will take effect (ASYNC, MANUAL,
// SYNC)
)
ODELAYE3_inst
(
.CASC_OUT ( ), // 1-bit output: Cascade delay output to IDELAY input cascade
.CNTVALUEOUT ( o_odelay_cnt_value_out[n] ), // 9-bit output: Counter value output
.DATAOUT ( o_rgmii_txd[n] ), // 1-bit output: Delayed data from ODATAIN input port
.CASC_IN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Cascade delay input from slave IDELAY CASCADE_OUT
.CASC_RETURN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Cascade delay returning from slave IDELAY DATAOUT
.CE ( 1'd0 ), // 1-bit input: Active-High enable increment/decrement input
.CLK ( i_clk ), // 1-bit input: Clock input
.CNTVALUEIN ( odelay_cnt_value_in ), // 9-bit input: Counter value input
.EN_VTC ( odelay_en_vtc ), // 1-bit input: Keep delay constant over VT
.INC ( 1'b1 ), // 1-bit input: Increment/Decrement tap delay input
.LOAD ( odelay_load ), // 1-bit input: Load DELAY_VALUE input
.ODATAIN ( tdata_dly[n] ), // 1-bit input: Data input
.RST ( i_rst ) // 1-bit input: Asynchronous Reset to the DELAY_VALUE
);
end
endgenerate
?
注意：對于A7系列的FPGA，是沒有odelay可以使用的。
另外：
????網上很多GMII轉RGMII的方法，都會對添加時序約束，個人覺得，時序約束不是必要的，因為：
????設置 input delay 并不會影響?布局布線，設置 input delay只會告訴工具?端口進來的數據和?對應的時鐘的相位關系，讓工具去分析能不能滿足時序而已。。?
只要你接了 IDDR，或者ODDR，那么就會直接使用了IOB里面的寄存器，那么你的?數據的端口到第一級寄存器?，也就是 IOB的寄存器，是專用布線資源，那么走線就是固定的，無論你怎么改代碼邏輯，或者策略都不影響?布局布線。?而 idelay ,odelay 和 IDDR, ODDR 一樣，都是IOB里面的資源，idelay 只是?在你?布局布線出來的?固定?延時后，軟件可以手動再加一段絕對延時上去，odelay也是一樣，而你跑的A版本?調出來的，成功的 idelay延時，為什么會?在?改點邏輯?后跑出來的 B版本，使用相同的idelay延時值，會發現收到的數據不對，是因為。?
第一點：由于板卡溫度的問題，例如高低溫。
?第二點：電壓波動的問題。?都會導致?你?本來調好的idelay延時值不對，而不對，也是?揭露?你之前?調的 idelay延時值，并沒有?真正正好調到?時鐘的邊沿和數據處在中間的關系，容忍的窗口沒那么大，所以?之前?調的 idelay延時值?并不是真正調好的值，需要重新再調。
????最后呢，關于idelay和odelay的原語，大家可以在xilinx手冊ug571里面可以查看詳細介紹，本UP使用的是"var load"模式一點點調的delay值。
審核編輯：劉清
工商網監
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