《Xilinx—UG471中文翻译》（2）ISERDESE2原语介绍

1.前言

本文仅对UG471 第3章《Advanced SelectIO Logic Resources》部分进行翻译和学习解读。

其他部分，后续补充。

水平所限，有不足之处，欢迎拍砖。

2.ISERDESE2原语介绍

SERDESE2是专用的串并转换器，它在完成串并转换时并不会带来多余的时序上的问题，从而很适合应用到高速源同步应用中。比如摄像头数据。

专用解串器/串并转换器
它可以完成高速数据传输同时不需要FPGA端匹配数据频率，这个转换器支持SDR（single data rate）和DDR（double data rate）。SDR模式支持2-，3-,4-,5-,6-,7-,8bit位宽；DDR模式支持4-,6-,8-bit位宽。10或14-bit需要两个级联。

Bitslip 子模块
该子模块可以使设计者重新排列输入的并行数据。可用于源同步tranining。

• 对strobe-based 类型存储接口的专用支持
• 对networking接口的专用支持
• 对DDR3接口的专用支持
• 对QDR接口的专用支持
• 对异步接口的专用支持

3.原语例化

ISERDESE2 #(
.DATA_RATE("DDR"), // DDR, SDR
.DATA_WIDTH(4), // Parallel data width (2-8,10,14)
.DYN_CLKDIV_INV_EN("FALSE"), // Enable DYNCLKDIVINVSEL inversion (FALSE, TRUE)
.DYN_CLK_INV_EN("FALSE"), // Enable DYNCLKINVSEL inversion (FALSE, TRUE)
// INIT_Q1 - INIT_Q4: Initial value on the Q outputs (0/1)
.INIT_Q1(1'b0),
.INIT_Q2(1'b0),
.INIT_Q3(1'b0),
.INIT_Q4(1'b0),
.INTERFACE_TYPE("MEMORY"), // MEMORY, MEMORY_DDR3, MEMORY_QDR, NETWORKING, OVERSAMPLE
.IOBDELAY("NONE"), // NONE, BOTH, IBUF, IFD
.NUM_CE(2), // Number of clock enables (1,2)
.OFB_USED("FALSE"), // Select OFB path (FALSE, TRUE)
.SERDES_MODE("MASTER"), // MASTER, SLAVE
// SRVAL_Q1 - SRVAL_Q4: Q output values when SR is used (0/1)
.SRVAL_Q1(1'b0),
.SRVAL_Q2(1'b0),
.SRVAL_Q3(1'b0),
.SRVAL_Q4(1'b0)
)
ISERDESE2_inst (
.O(O), // 1-bit output: Combinatorial output
// Q1 - Q8: 1-bit (each) output: Registered data outputs
.Q1(Q1),
.Q2(Q2),
.Q3(Q3),
.Q4(Q4),
.Q5(Q5),
.Q6(Q6),
.Q7(Q7),
.Q8(Q8),
// SHIFTOUT1, SHIFTOUT2: 1-bit (each) output: Data width expansion output ports
.SHIFTOUT1(SHIFTOUT1),
.SHIFTOUT2(SHIFTOUT2),
.BITSLIP(BITSLIP), // 1-bit input: The BITSLIP pin performs a Bitslip
// CE1, CE2: 1-bit (each) input: Data register clock enable inputs
.CE1(CE1),
.CE2(CE2),
.CLKDIVP(CLKDIVP), // 1-bit input: TBD
// Clocks: 1-bit (each) input: ISERDESE2 clock input ports
.CLK(CLK), // 1-bit input: High-speed clock
.CLKB(CLKB), // 1-bit input: High-speed secondary clock
.CLKDIV(CLKDIV), // 1-bit input: Divided clock
.OCLK(OCLK), // 1-bit input: High speed output clock used when
// Dynamic Clock Inversions: 1-bit (each) input: Dynamic clock inversion pins to switch clock polarity
.DYNCLKDIVSEL(DYNCLKDIVSEL), // 1-bit input: Dynamic CLKDIV inversion
.DYNCLKSEL(DYNCLKSEL), // 1-bit input: Dynamic CLK/CLKB inversion
// Input Data: 1-bit (each) input: ISERDESE2 data input ports
.D(D), // 1-bit input: Data input
.DDLY(DDLY), // 1-bit input: Serial data from IDELAYE2
.OFB(OFB), // 1-bit input: Data feedback from OSERDESE2
.OCLKB(OCLKB), // 1-bit input: High speed negative edge output clock
.RST(RST), // 1-bit input: Active high asynchronous reset
// SHIFTIN1, SHIFTIN2: 1-bit (each) input: Data width expansion input ports
.SHIFTIN1(SHIFTIN1),
.SHIFTIN2(SHIFTIN2)
);

4.ISERDESE2框图

 

串行输入： 即串行数据输入（D： 与IOB相连， DDLY来源于IDELAYE2原语的输出）
时钟接口：包含高速时钟CLK ，分频时钟CLKDIV等；
数据对齐模块：Bitslip，用于源同步，重新排列输入的并行数据；
组合输出O：O输出不寄存，根据参数配置输出D / DDLY；
级联接口：1个ISERDESE2最大位宽为8位，想要实现10-，14bit的数据，就需要级联两个ISERDESE2；
并行数据输出：Q1-Q8

5. ISERDESE2端口信号

 

有些地方可能翻译的不是很准确，附上手册原文。

5.1时钟接口

提供ISERDESE2工作的高速源同步串行时钟，并行数据获取时钟和控制时钟。

5.2并行数据输出

输入输出的顺序相反，具体见下图：

当输入D1为A，输出Q8为A

5.3 数据输出选择

根据IOBDELAY参数设置的不同，组合输出O与寄存输出Q1-Q8的输出选择：

D 、 DDLY 的意思前文已讲过，不再重复。

5.4级联接口

该接口用于实现DDR模式下，位宽扩展为10bit，14bit；

通过级联接口与另外一个ISERDESE2相接；

6.数据对齐操作

SDR Mode：

输出每次左移1位；当8次操作后，恢复到最初状态；

DDR Mode：

输出交替进行右移1位和左移3位操作，当8次操作后，恢复到最初状态；

注意：

1. 同步于CLKDIV时钟，本小节所说的时钟周期特指CLKDIV时钟周期
2. 在“NETWORKING”模式下使用
3. 类似于一个桶式移位”Barrel_Shifter”
4. bitslip只能拉高1个clkdiv时钟周期
5. bitslip两次拉高之间必须间隔至少一个时钟周期；
6. 用户逻辑需等待最少2个clkdiv时钟周期（SDR模式）/3个时钟周期（DDR）后，数据移位才能完成。

审核编辑：符乾江