利用FPGA调试光纤的一些设计经验
利用fpga调试光纤接口接口：
由于与项目需要，前段时间调试了光纤接口，记录一些设计经验。
设计中采用fpga控制光纤模块完成光纤数据的收发，fpga采用xilinx公司的spartan6 lx45t，由于其内部自带的2个gtp收发器，能作为多种高速通信协议（千兆以太网、pci-e，sata等）的桥梁，且xilinx提供了免费的ｉｐ核，设计比较方便。
首先，建立ise工程，添加gtp核，（该过程可参考xilinx提供的文档：logicore ip spartan-6 fpga gtp transceiver wizard v1.11user guide）
选择spartan6 gtp收发器1.11版本，接下来进行gtp核的设置，
spartan6 lx45t系列fpga内部有2个gtp核，每个核又具有两个独立的通道，因此可根据自己的需要选择，
接下来配置gtp速率以及数据协议，很多高速传输中都采用的是aurora-8b10b协议（https://en.wikipedia.org/wiki/8b/10b_encoding），速率以及参考时钟都可以根据需要设置（本项目光纤最高速率1.25gbps），
接下来是协议的一些配置选项，各个选项的含义可以参考rocketio™ transceiver user guide 和 spartan-6 fpga gtp transceivers，里面有这些选项的详细说明，
这里选择数据传输中的逗号对齐，比较重要，主要是用于数据告诉传输中的数据对齐，后面几页的配置默认就可以。
最后工程生成以后可以直接打开gtp核工程，编译后便可进行modelsim仿真，仿真结果一般都不会出现问题。
最后，可根据自己的需要修改源代码，其中，比较关键的地方需要注意：
1、 txcharisk参数，该参数用于指明当前数据是否为对齐字符（k28.5，即0xbc），当发送对齐字符时，必须txcharisk=1，当然0xbc也可以作为实际数据，只要txcharisk=0，就不会认为该数据为对齐字符；
2、 数据宽度问题，在设置gtp速率及协议的时候，注意数据宽度的选择，若选择16bits或者32bits，则数据在接收端可能会发生错位现象，（发送0x0102，接收到为0x0201），仿真时不会出现问题，因为在frame_check中进行了判断，若发生错位，会得到纠正，但选择8bits则不会出现该问题，省去了后续的纠错任务；
3、 约束文件问题，打开gtp核工程后，可以看到有两个约束文件，一个是gtp属性，一个是顶层约束，
inst mgt1_0t1r_i/tile0_mgt1_0t1r_i/gtpa1_dual_i clkindc_b_0
net “tile0_txusrclk0_i” tnm_net = “tile0_txusrclk0_i”;
timespec “ts_tile0_txusrclk0_i” = period “tile0_txusrclk0_i” 8.0;
若设计者希望建立自己的顶层文件，并在顶层文件中例化gtp核，则需要在约束语句上加上顶层例化名称：
inst gtp_top_i/mgt1_0t1r_i/tile0_mgt1_0t1r_i/gtpa1_dual_i clkindc_b_0
net “ gtp_top_i/tile0_txusrclk0_i” tnm_net = “tile0_txusrclk0_i”;
timespec “ts_tile0_txusrclk0_i” = period “tile0_txusrclk0_i” 8.0;
其中，具体设计细节可参考上面提到的3个参考文档。在硬件实现上，主要需要配置gtp的差分时钟，光纤的rx、tx和gtp的rx、tx连接。
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首先，建立ise工程，添加gtp核，（该过程可参考xilinx提供的文档：logicore ip spartan-6 fpga gtp transceiver wizard v1.11user guide）
选择spartan6 gtp收发器1.11版本，接下来进行gtp核的设置，
spartan6 lx45t系列fpga内部有2个gtp核，每个核又具有两个独立的通道，因此可根据自己的需要选择，
接下来配置gtp速率以及数据协议，很多高速传输中都采用的是aurora-8b10b协议（https://en.wikipedia.org/wiki/8b/10b_encoding），速率以及参考时钟都可以根据需要设置（本项目光纤最高速率1.25gbps），
接下来是协议的一些配置选项，各个选项的含义可以参考rocketio™ transceiver user guide 和 spartan-6 fpga gtp transceivers，里面有这些选项的详细说明，
这里选择数据传输中的逗号对齐，比较重要，主要是用于数据告诉传输中的数据对齐，后面几页的配置默认就可以。
最后工程生成以后可以直接打开gtp核工程，编译后便可进行modelsim仿真，仿真结果一般都不会出现问题。
最后，可根据自己的需要修改源代码，其中，比较关键的地方需要注意：
1、 txcharisk参数，该参数用于指明当前数据是否为对齐字符（k28.5，即0xbc），当发送对齐字符时，必须txcharisk=1，当然0xbc也可以作为实际数据，只要txcharisk=0，就不会认为该数据为对齐字符；
2、 数据宽度问题，在设置gtp速率及协议的时候，注意数据宽度的选择，若选择16bits或者32bits，则数据在接收端可能会发生错位现象，（发送0x0102，接收到为0x0201），仿真时不会出现问题，因为在frame_check中进行了判断，若发生错位，会得到纠正，但选择8bits则不会出现该问题，省去了后续的纠错任务；
3、 约束文件问题，打开gtp核工程后，可以看到有两个约束文件，一个是gtp属性，一个是顶层约束，
inst mgt1_0t1r_i/tile0_mgt1_0t1r_i/gtpa1_dual_i clkindc_b_0
net “tile0_txusrclk0_i” tnm_net = “tile0_txusrclk0_i”;
timespec “ts_tile0_txusrclk0_i” = period “tile0_txusrclk0_i” 8.0;
若设计者希望建立自己的顶层文件，并在顶层文件中例化gtp核，则需要在约束语句上加上顶层例化名称：
inst gtp_top_i/mgt1_0t1r_i/tile0_mgt1_0t1r_i/gtpa1_dual_i clkindc_b_0
net “ gtp_top_i/tile0_txusrclk0_i” tnm_net = “tile0_txusrclk0_i”;
timespec “ts_tile0_txusrclk0_i” = period “tile0_txusrclk0_i” 8.0;
其中，具体设计细节可参考上面提到的3个参考文档。在硬件实现上，主要需要配置gtp的差分时钟，光纤的rx、tx和gtp的rx、tx连接。
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