Xilinx LVDS Output——原语调用
根据上一篇Xilinx LVDS Output——OSERDESE2说的内容，先例化出OSEREDSE2模块；
Primitive 调用
调
Vivado提供了相关的原语程序模板，可以直接调用，按照如下步骤：
先打开语言模板：
选择相应的原语文档：
完整文档如下（务必仔细阅读注释）：
// OSERDESE2 : In order to incorporate this function into the design,
// Verilog : the following instance declaration needs to be placed
// instance : in the body of the design code. The instance name
// declaration : (OSERDESE2_inst) and/or the port declarations within the
// code : parenthesis may be changed to properly reference and
// : connect this function to the design. All inputs
// : and outputs must be connected.
// <-----Cut code below this line---->
// OSERDESE2: Output SERial/DESerializer with bitslip
// Kintex-7
// Xilinx HDL Language Template, version 2018.3
OSERDESE2 #(
.DATA_RATE_OQ("DDR"), // DDR, SDR
.DATA_RATE_TQ("DDR"), // DDR, BUF, SDR
.DATA_WIDTH(4), // Parallel data width (2-8,10,14)
.INIT_OQ(1'b0), // Initial value of OQ output (1'b0,1'b1)
.INIT_TQ(1'b0), // Initial value of TQ output (1'b0,1'b1)
.SERDES_MODE("MASTER"), // MASTER, SLAVE
.SRVAL_OQ(1'b0), // OQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.SRVAL_TQ(1'b0), // TQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.TBYTE_CTL("FALSE"), // Enable tristate byte operation (FALSE, TRUE)
.TBYTE_SRC("FALSE"), // Tristate byte source (FALSE, TRUE)
.TRISTATE_WIDTH(4) // 3-state converter width (1,4)
)
OSERDESE2_inst (
.OFB(OFB), // 1-bit output: Feedback path for data
.OQ(OQ), // 1-bit output: Data path output
// SHIFTOUT1 / SHIFTOUT2: 1-bit (each) output: Data output expansion (1-bit each)
.SHIFTOUT1(SHIFTOUT1),
.SHIFTOUT2(SHIFTOUT2),
.TBYTEOUT(TBYTEOUT), // 1-bit output: Byte group tristate
.TFB(TFB), // 1-bit output: 3-state control
.TQ(TQ), // 1-bit output: 3-state control
.CLK(CLK), // 1-bit input: High speed clock
.CLKDIV(CLKDIV), // 1-bit input: Divided clock
// D1 - D8: 1-bit (each) input: Parallel data inputs (1-bit each)
.D1(D1),
.D2(D2),
.D3(D3),
.D4(D4),
.D5(D5),
.D6(D6),
.D7(D7),
.D8(D8),
.OCE(OCE), // 1-bit input: Output data clock enable
.RST(RST), // 1-bit input: Reset
// SHIFTIN1 / SHIFTIN2: 1-bit (each) input: Data input expansion (1-bit each)
.SHIFTIN1(SHIFTIN1),
.SHIFTIN2(SHIFTIN2),
// T1 - T4: 1-bit (each) input: Parallel 3-state inputs
.T1(T1),
.T2(T2),
.T3(T3),
.T4(T4),
.TBYTEIN(TBYTEIN), // 1-bit input: Byte group tristate
.TCE(TCE) // 1-bit input: 3-state clock enable
);
// End of OSERDESE2_inst instantiation
用
属性
如果使用的是DDR的方式，属性部分不用改动；如果使用SDR的方式，就将对应属性修改，其余默认：
- 参数
DATA_WIDTH修改为为需要使用的串解因子，这里修改为8； - 参数
DATA_RATE_OQ修改为SDR； - 参数
DATA_RATE_TQ修改为SDR； - 参数
TRISTATE_WIDTH修改为1；
Port
端口部分需要根据使用进行修改：
OQ连接到输出数据；CLK连接高频率的时钟；CLKDIV连接低频率的时钟；D1 ~ D7连接需要进行并转串的数据(1bit);OCE,1’b1，输出数据时钟使能，这里为常高；RST，~XRST，Reset信号，这里系统时钟sys_rst_n为低有效，所以取反；- 其余
SHIFTOUT1，2，TBYTEOUT，TFB，TQ不连接； SHIFTIN1，2，T1 ~ T4，TBYTEIN，TCE均连接1’b0;
OBUFDS
之前说的，都是将并行数据，串行输出的步骤；假设已经获串行的数据，还需要将其使用OBUFDS输出；
参考手册ug471_7Series_SelectIO.pdf Page45 ~ Page46；
OBUFDS Primitive
观察为，输入Port I，输出Port O和OB；
同样在Language Templates中找到原语模版：
// OBUFDS : In order to incorporate this function into the design,
// Verilog : the following instance declaration needs to be placed
// instance : in the body of the design code. The instance name
// declaration : (OBUFDS_inst) and/or the port declarations within the
// code : parenthesis may be changed to properly reference and
// : connect this function to the design. All inputs
// : and outputs must be connected.
// <-----Cut code below this line---->
// OBUFDS: Differential Output Buffer
// Kintex UltraScale
// Xilinx HDL Language Template, version 2018.3
OBUFDS OBUFDS_inst (
.O(O), // 1-bit output: Diff_p output (connect directly to top-level port)
.OB(OB), // 1-bit output: Diff_n output (connect directly to top-level port)
.I(I) // 1-bit input: Buffer input
);
// End of OBUFDS_inst instantiation
注意，看到O和OB Port需要直接连接到顶层的输出引脚；
通用设计
将OSERDES2和OBUFDS联合起来，进行通用设计，这样移植和例化都比较方便；
需要定输出引脚个数，还需要加上CLK输出信号；
比如说输出引脚个数为16，串解因子为8；
与低频时钟CLKDIV同步的数据tx_data位宽就是16 * 8 = 128bit；
这时候需要将数据拆分，分别例化到16个引脚上；
如果是两个引脚，那就可以直接例化，如果有很多，那么就可以使用generate大法；
CLK
直接上code：
parameter clk_pattern = 8'b0101_0101;
wire s_OSERDES_CLK ; // tx io clk
//---------------------------------------------------------------------
// Clock Output control
//---------------------------------------------------------------------
OSERDESE2 #(
.DATA_RATE_OQ ( "DDR" ), // DDR, SDR
.DATA_RATE_TQ ( "DDR" ), // DDR, BUF, SDR
.DATA_WIDTH ( 8 ), // Parallel data width (2-8,10,14)
.INIT_OQ ( 1'b0 ), // Initial value of OQ output (1'b0,1'b1)
.INIT_TQ ( 1'b0 ), // Initial value of TQ output (1'b0,1'b1)
.SERDES_MODE ( "MASTER" ), // MASTER, SLAVE
.SRVAL_OQ ( 1'b0 ), // OQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.SRVAL_TQ ( 1'b0 ), // TQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.TBYTE_CTL ( "FALSE" ), // Enable tristate byte operation (FALSE, TRUE)
.TBYTE_SRC ( "FALSE" ), // Tristate byte source (FALSE, TRUE)
.TRISTATE_WIDTH ( 1 ) // 3-state converter width (1,4)
)
U_OSERDESE2_CLK0 (
.OFB ( ), // 1-bit output: Feedback path for data
.OQ ( s_OSERDES_CLK ), // 1-bit output: Data path output
// SHIFTOUT1 / SHIFTOUT2: 1-bit (each) output: Data output expansion (1-bit each)
.SHIFTOUT1 ( ),
.SHIFTOUT2 ( ),
.TBYTEOUT ( ), // 1-bit output: Byte group tristate
.TFB ( ), // 1-bit output: 3-state control
.TQ ( ), // 1-bit output: 3-state control
.CLK ( CLK ), // 1-bit input: High speed clock
.CLKDIV ( CLK_DIV ), // 1-bit input: Divided clock
// D1 - D8: 1-bit (each) input: Parallel data inputs (1-bit each)
.D1 ( clk_pattern[0] ),
.D2 ( clk_pattern[1] ),
.D3 ( clk_pattern[2] ),
.D4 ( clk_pattern[3] ),
.D5 ( clk_pattern[4] ),
.D6 ( clk_pattern[5] ),
.D7 ( clk_pattern[6] ),
.D8 ( clk_pattern[7] ),
.OCE ( 1'b1 ), // 1-bit input: Output data clock enable
.RST ( ~XRST ), // 1-bit input: Reset
// SHIFTIN1 / SHIFTIN2: 1-bit (each) input: Data input expansion (1-bit each)
.SHIFTIN1 ( 1'b0 ),
.SHIFTIN2 ( 1'b0 ),
// T1 - T4: 1-bit (each) input: Parallel 3-state inputs
.T1 ( 1'b0 ),
.T2 ( 1'b0 ),
.T3 ( 1'b0 ),
.T4 ( 1'b0 ),
.TBYTEIN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Byte group tristate
.TCE ( 1'b0 ) // 1-bit input: 3-state clock enable
);
OBUFDS #(
.SLEW ( "FAST" ) // Specify the output slew rate
)
U_OBUFDS_CLK0 (
.O ( OSERDES_CLK_P ), // Diff_p output (connect directly to top-level port)
.OB ( OSERDES_CLK_N ), // Diff_n output (connect directly to top-level port)
.I ( s_OSERDES_CLK ) // Buffer input
);
先通过OSERDES2将clk_pattern输出，就有了clk的波形，接着连接到OBUFDS上，直接输出到差分引脚。
DATA
依然直接上code：
parameter DB_W = 16 // data bus width
wire [DB_W-1 :0] s_OSERDES_DAT ; // tx io data
//---------------------------------------------------------------------
// Data Output control
//---------------------------------------------------------------------
genvar i;
generate
for (i=0; i<DB_W; i=i+1) begin: data_txout
OSERDESE2 #(
.DATA_RATE_OQ ( "SDR" ), // DDR, SDR
.DATA_RATE_TQ ( "SDR" ), // DDR, BUF, SDR
.DATA_WIDTH ( 8 ), // Parallel data width (2-8,10,14)
.INIT_OQ ( 1'b0 ), // Initial value of OQ output (1'b0,1'b1)
.INIT_TQ ( 1'b0 ), // Initial value of TQ output (1'b0,1'b1)
.SERDES_MODE ( "MASTER" ), // MASTER, SLAVE
.SRVAL_OQ ( 1'b0 ), // OQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.SRVAL_TQ ( 1'b0 ), // TQ output value when SR is used (1'b0,1'b1)
.TBYTE_CTL ( "FALSE" ), // Enable tristate byte operation (FALSE, TRUE)
.TBYTE_SRC ( "FALSE" ), // Tristate byte source (FALSE, TRUE)
.TRISTATE_WIDTH ( 1 ) // 3-state converter width (1,4)
)
U_OSERDESE2_TLA0 (
.OFB ( ), // 1-bit output: Feedback path for data
.OQ ( s_OSERDES_DAT[i] ), // 1-bit output: Data path output
// SHIFTOUT1 / SHIFTOUT2: 1-bit (each) output: Data output expansion (1-bit each)
.SHIFTOUT1 ( ),
.SHIFTOUT2 ( ),
.TBYTEOUT ( ), // 1-bit output: Byte group tristate
.TFB ( ), // 1-bit output: 3-state control
.TQ ( ), // 1-bit output: 3-state control
.CLK ( CLK ), // 1-bit input: High speed clock
.CLKDIV ( CLK_DIV ), // 1-bit input: Divided clock
// D1 - D8: 1-bit (each) input: Parallel data inputs (1-bit each)
.D1 ( TX_DATA[i*8+7] ),
.D2 ( TX_DATA[i*8+6] ),
.D3 ( TX_DATA[i*8+5] ),
.D4 ( TX_DATA[i*8+4] ),
.D5 ( TX_DATA[i*8+3] ),
.D6 ( TX_DATA[i*8+2] ),
.D7 ( TX_DATA[i*8+1] ),
.D8 ( TX_DATA[i*8+0] ),
.OCE ( 1'b1 ), // 1-bit input: Output data clock enable
.RST ( ~XRST ), // 1-bit input: Reset
// SHIFTIN1 / SHIFTIN2: 1-bit (each) input: Data input expansion (1-bit each)
.SHIFTIN1 ( 1'b0 ),
.SHIFTIN2 ( 1'b0 ),
// T1 - T4: 1-bit (each) input: Parallel 3-state inputs
.T1 ( 1'b0 ),
.T2 ( 1'b0 ),
.T3 ( 1'b0 ),
.T4 ( 1'b0 ),
.TBYTEIN ( 1'b0 ), // 1-bit input: Byte group tristate
.TCE ( 1'b0 ) // 1-bit input: 3-state clock enable
);
OBUFDS #(
.SLEW ( "FAST" ) // Specify the output slew rate
)
U_OBUFDS_TLA0 (
.O ( OSERDES_DAT_P[i] ), // Diff_p output (connect directly to top-level port)
.OB ( OSERDES_DAT_N[i] ), // Diff_n output (connect directly to top-level port)
.I ( s_OSERDES_DAT[i] ) // Buffer input
);
end
endgenerate
使用generate语句，将16个引脚，全部一次例化，非常方便；下次使用的时候，直接修改参数DB_W即可；
至此，LVDS的输出RTL已经完成了。
One more thing
需要添加xdc文件，加入端口的约束和电平规格约束，举例如下：
# DATA
set_property PACKAGE_PIN L16 [get_ports {LVDS_OUTP[0]}]
set_property PACKAGE_PIN K16 [get_ports {LVDS_OUTN[0]}]
set_property IOSTANDARD LVDS_25 [get_ports {LVDS_OUTP[0]}]
set_property IOSTANDARD LVDS_25 [get_ports {LVDS_OUTN[0]}]
所有LVDS输出的引脚进行引脚约束和电平规格约束之后，才算是大功告成。