Xilinx可编程逻辑器件设计与开发（基础篇）连载27：Spartan

时钟管理模块。此模块自动根据以太网MAC 的速度（10Mb/s、100Mb/s 或1000Mb/s）和模式（GMII、MII、RGMII、SGMII 和1000BASE-X）配置正确的输出时钟。

设计中可以调用以太网MAC 的原语或者使用CoreGen 工具配置EMAC 参数来使用EMAC 模块。

5.1.10 PCIe 端点模块

PCIe2.0 标准对满足高性能、低功耗应用的需求非常关键，特别是在电信、服务器、高端视频市场。针对越来越多的PCIe 的应用，Virtex-6 FPGA 中嵌入了第二代的PCIe 内核，该集成的第二代PCIe 模块兼容PCI Express 2.0 标准，已经通过了1-8 通道配置的PCI-SIGPCI Express 2.0 版本兼容性与互操作性测试。

图5-42 Virtex-6 中集成的PCI-E 核

Vrtex-6 FPGA 内的PCI Express 模块实现了事务处理层、数据链路层和物理层功能，能够以最低的FPGA 逻辑利用率提供完整的PCI Express 端点和根端口功能。内部结构如图5-41 所示。

5.2 Virtex-6 LXT 型FPGA

Vitex-6 LXT 平台FPGA 的Virtex-6 LXT FPGA 针对逻辑优化，同时提供6.5Gbit/s GTX收发器、内置式PCIe 和三态以太网MAC。表5-15 为Virtex-6 LXT 器件列表。

表5-15 Virtex-6 LXT器件

5.3 Virtex-6 SXT型FPGA

Virtex-6 SXT面向DSP优化，DSP48E1 SLICE能实现超过 1000 GMACS的性能，可以高效地完成复杂的数字信号处理，同时提供 6.5Gbit/s GTX 收发器、内置式 PCIe 和三态以太网MAC。表5-16所示为Virtex-6 SXT器件列表。

表5-16 Virtex-6 SXT器件

5.4 Virtex-6 HXT型FPGA

Virtex-6 HXT FPGA 针对那些需要超高速串行连接功能的应用进行了优化，通过 6.5Gbit/s GTX收发器和支持11Gbit/s以上的线路速率的GTH收发器提供了业内最高的串行带宽，从而实现了新一代分组和传输、交换机结构、视频开关和成像设备。表5-17所示为Virtex-6 HXT器件列表。

表5-17 Virtex-6 HXT器件

Virtex-6 HXT器件的主要特性介绍如下。

(1) 实现了最高的串行带宽。

带宽最高的FPGA提供了低风险方法，能够迅速为面向网络、电信和成像行业中的桥接、转换与群集的、功能强大的40Gbit/s和100Gbit/s应用进行原型开发和生产。

面向100GE MAC和100GE-Interlaken桥接的单FPGA解决方案。

面向40Gbit/s发射机应答器/复用转发器的单FPGA解决方案。

利用FEC有效实现100Gbit/s发射机应答器/复用转发器。

实现高级功能集成，如分组处理、加密和流量管理。

GTH多速率收发器多达24个，支持11Gbit/s以上的线路速率，用于连至×10Gbit/s、40Gbit/s和100Gbit/s网络。

GTX多速率收发器多达48个，支持高达6.5Gbit/s的线路速率，实现了到早期ASIC、ASSP和背板的可靠接口。

(2) 新型GTH收发器支持11Gbit/s以上的线速率。

利用支持9.953Gbit/s~11.18Gbit/s线路速率的收发器构建高效的，到×10Gbit/s、40Gbit/s和100Gbit/s以太网网络的链路。

单个Virtex-6 HXT FPGA内的GTH收发器多达24个。

低功耗：220mW（典型值），在10.3125Gbit/s时。

利用内置式Tx预加重、Rx线性均衡和Rx DFE实现芯片—芯片、芯片—光纤和10Gbit/s背板应用所需的信号完整性。

用于实现简便易用性的复杂自适应均衡引擎。

保证符合常见标准的要求，如10/40/100Gbit/s以太网、OTU-/2/4、OC-192和SFP+。

集成式64B/66B和8B/10B编码支持。

简单而高度灵活的时钟控制结构，实现了多协议设计。

(3) 利用6.5Gbit/s GTX收发器实现低功耗串行连接功能。

利用支持150Mbit/s~6.5Gbit/s线路速率的收发器连至早期ASIC、ASSP和背板。

功耗降低了25%：在6.5Gbit/s下，功率低于150mW（典型值）。

单个Virtex-6 HXT FPGA内的GTX收发器多达48个。

高度灵活的时钟控制技术实现了独立Rx和Tx操作，能够有效地将某些应用的收发器数量加倍。

保证符合常见标准的要求，如10/40/100Gbit/s以太网、PCI Express、OC-48、XAUI、SRIO和HD-SDI。

第二代集成式PCI Express模块和第三代三态以太网MAC模块可以轻松实现常见接口。

5.5 小结

Virtex-6 FPGA是基于Virtex-5结构的，采用了第三代的ASMBL架构，比前一代产品功耗降低达50%，成本降低达20%。本章详细介绍了Virtex-6系列器件的内部各模块及其架构，以期读者对Virtex-6系列FPGA有一个较深入的认识，并在此基础上，提高设计者的设计优化能力。