通过 SFP 接口实现千兆光纤以太网通信1

基于米联客ARTIX-7 系列开发板及其开发手册。
总体实现框图如下:

SFP 接口
SFP 信号定义如下图所示。
Tri Mode Ethernet MAC 设置
由于使用千兆通讯,因此将速率设为 1Gbps。如下图所示。
首先,由于该 IP 需要与 IP 核 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 之间通过 GMII 接口连接,
此时不需要在 IP 核内部为 GMII 接口添加 I/O BUF。因此,需要将 PHY Interface 设为 Internal
其次,由于 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 使用 1G 光通讯时采用了 1000BASEX 标准,速率固定为 1G。所以,需要将 Tri Mode Ethernet MAC 的 MAC speed 设为 1000Mbps ,与之相匹配。 当 Tri Mode Ethernet MAC 与 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 配合使用时,Tri Mode Ethernet MAC的gtx_clk时钟源需要由1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII提供。一般都选择1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 输出的 user_clk2 (125MHz)时钟作为 Tri Mode Ethernet MAC 的时钟源。 将 Tri Mode Ethernet MAC 的配置方式设置为通过 AXI-Lite 接口配置。
将 AXI-Lite 接口的时钟设为与 user_clk2 频率相同,即 125MHz,这样可以使用同一个时钟源。
在设计中不使用 MDIO 与 1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII IP 核连接,因此不使能 MDIO 接
口。 上述设置如下图所示。
Shared logic 不用进行设置。
音视频桥、流量控制、参数统计等功能均不使用。如下图所示。
1G/2.5G Ethernet PCS/PMA or SGMII 设置
使用 1000BASEX 模式,需要将速度设为 1G,如下图。
选择 1000BASEX 模式,如下图。
使用开发板的 GTP 收发器作为 SFP 的接口,输入 IP 核内部的 MMCM 的时钟源选择为 GTP 收发器输出的时钟 TXOUTCLK,该 MMCM 将产生我们所需要的用户接口时钟。MDIO 接口可用可不用,这里不使能MDIO 接口。使能自协商。如下图。
当设计中只包含 1 个此 IP 核时,应当将可共享的逻辑资源和硬件模块包含在 IP 核内部,这样会
减少所生成的模块数量,简化设计。如下图所示。
当设计中需要同时使用若干个此 IP 核,且所使用的 GTP 均位于同一个 GTP BANK 中。此时,只需其中 1 个 IP 核内部的共享资源(MMCM、GTP PLL、GTP 参考时钟等)便可以满足所有 IP 核的需求,即选择将共享资源包含在 IP 核内部。其余 IP 核将这些共享资源从其内部剔除即可,即选择将共享资源包含在 example 中。

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