Xilinx原语OSERDESE2的使用和仿真详解

Xilinx原语OSERDESE2是一种高级的时序元件，能够将串行数据转换为并行数据，或者将并行数据转换为串行数据。它是FPGA设计中非常重要的一部分，因此本文将详细介绍OSERDESE2的使用和仿真方法。

一、OSERDESE2简介

OSERDESE2是Xilinx FPGA中的一种原语，用于将串行数据转换为并行数据或将并行数据转换为串行数据。它支持高达32位的数据宽度，同时还具有各种时序控制功能，如时钟速率选择、时钟缓冲区、数据对齐等。

二、OSERDESE2的使用方法

1. 实例化OSERDESE2

在Vivado中，可以通过以下代码实例化OSERDESE2：

```verilog

OSERDESE2 #( .DATA_RATE("DDR")， .DATA_WIDTH(16)， .SERDES_MODE("MASTER") ) osd (

.CLK(CLK)，

.CLKDIV(CLKDIV)，

.D(D)，

.TBYTEIN(TBYTEIN)，

.TBYTEOUT(TBYTEOUT)，

.OQ(OQ)，

.OQBAR(OQBAR)，

.RST(RST)，

.SHIFTIN(SHIFTIN)，

.SHIFTOUT(SHIFTOUT)

);

```

其中，CLK是时钟输入，CLKDIV是时钟分频器输入，D是数据输入，TBYTEIN是字节对齐输入，TBYTEOUT是字节对齐输出，OQ和OQBAR是并行数据输出和反相输出，RST是重置输入，SHIFTIN和SHIFTOUT是串行数据输入和输出。

2. 设置OSERDESE2的参数

在实例化OSERDESE2时，需要设置一些参数，如数据速率、数据宽度和串行模式等。下面是一些常用的参数设置：

- DATA_RATE：数据速率，可选值为"SDR"、"DDR"、"HALF_RATE"和"QUARTER_RATE"。

- DATA_WIDTH：数据宽度，可选值为1到32。

- SERDES_MODE：串行模式，可选值为"MASTER"和"SLAVE"。

3. 连接OSERDESE2

在实例化OSERDESE2时，需要将其连接到其他模块。下面是一个例子，金沙在线娱乐官网展示了如何将OSERDESE2连接到一个FIFO模块：

```verilog

fifo #( .DATA_WIDTH(16) ) fifo_inst (

.clk(CLK)，

.reset(RST)，

.data_in(OQ)，

.data_out(data_out)，

.write_en(write_en)，

.read_en(read_en)，

.full(full)，

.empty(empty)

);

```

其中，OQ是OSERDESE2的并行数据输出，data_out是FIFO的数据输出，write_en和read_en是FIFO的写使能和读使能，full和empty是FIFO的满和空信号。

三、OSERDESE2的仿真方法

在进行FPGA设计时，需要对OSERDESE2进行仿真，以确保其功能正确。下面介绍一种基于Verilog的OSERDESE2仿真方法。

1. 编写测试程序

需要编写一个测试程序，用于测试OSERDESE2的功能。下面是一个简单的测试程序，将一个16位的数据序列输入到OSERDESE2中，然后将其输出到一个文件中：

```verilog

module test_oserdese2;

reg clk， rst， d;

wire oq;

OSERDESE2 #( .DATA_RATE("DDR")， .DATA_WIDTH(16)， .SERDES_MODE("MASTER") ) osd (

.CLK(clk)，

.D(d)，

.OQ(oq)，

.RST(rst)

);

initial begin

clk = 0;

forever #5 clk = ~clk;

end

initial begin

rst = 1;

d = 16'h1234;

#100;

rst = 0;

#10000;

$finish;

end

always @(posedge clk) begin

if (!rst) begin

$fwrite("data_out.txt"， "%h\n"， oq);

end

end

endmodule

```

2. 运行仿真

在Vivado中，可以通过以下命令编译和运行测试程序：

```tcl

# 编译测试程序

compile_simlib -simulator modelsim -language verilog -dir simlib work.oserdese2

# 运行仿真

vsim -gui -t ps work.test_oserdese2

```

在仿真窗口中，可以观察到OSERDESE2的输入和输出波形，以及输出文件中的数据序列。

本文介绍了Xilinx原语OSERDESE2的使用和仿真方法。通过实例化OSERDESE2并设置参数，可以将其连接到其他模块中。通过编写测试程序并进行仿真，可以测试OSERDESE2的功能。