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  MGT(Multi-gigabit transceiver)在业界MGT是高速串行收发器模块的简称，xilinx公司在其artix7、kintex7以及virtex7里集成了数量不同的MGT用于实现FPGA与外界的高速串行通信，并且根据支持线速度的不同赋予了它新的名称。另外，Spartan7里面没有MGT。 在artix7里面，MGT被称作GTP；在kintex7里面，MGT被称作GTX；在virtex7里面，MGT被称作GTX/GTH/GTZ； GTP最高线速度6.6Gb/s，GTX最高线速度12.5Gb/s，GTH最高线速度13.1Gb/s，GTZ最高线速度28.05Gb/s(太牛逼，没用过，本篇不做介绍了)。 无论是GTP、GTX还是GTH，都是由3个模块构成：1、时钟模块2、数据发送模块3、数据接收模块 首先我们看看GTP的构成，如图1所示：

图1：GTP结构图

  在artix7中，每个GTP包含1个时钟模块、4个数据发送模块以及4个数据接收模块。一个时钟模块负责管理4对收发器(1个发送模块和1个接收模块合为一对收发器)。

  时钟模块的输入端可以接2组差分参考时钟，内部也有2个频率为1.6GHz~3.3GHz的PLL，这样就允许RX和TX工作在不同的参考时钟下。

  我们在来看看GTX/GTH的构成，如图2所示：

图2：GTX/GTH结构图

  在kintex7/virtex7中，每个GTX/GTH同样包含1个时钟模块、4个数据发送模块以及4个数据接收模块。一个时钟模块负责管理4对收发器。但是时钟模块内有4个CPLL，即每个收发器都包含一个。同时还有一个QPLL。那么CPLL和QPLL有何不同呢? 在GTX里面，CPLL的频率范围为1.6GHz~3.3GHz，支持的最高线速度为6.6Gb/s。在GTH里面，CPLL的频率范围为1.6GHz~5.16GHz。当收发器的线速度非常高，其CPLL的频率范围已无法满足需求时，QPLL就出场了。 在GTX里面，QPLL的工作频率在低波段模式时为5.93 GHz~8.0GHz，在高波段的工作频率为9.8GHz~12.5GHz。在GTH里面，QPLL的工作频率为8.0GHz~13.1GHz。 因此，无论是artix、kintex还是virtex，PLL的频率范围决定了收发器的最高线速度。 咱们再看看数据发送模块的结构，如图3所示：

图3：TX模块

  TX模块的每一个单元模块在其datasheet都有详细的描述，有兴趣的可以仔细去研究。咱们在使用TX功能时，大概知道其工作原理即可。

  正如图上所标识的，咱们将需要发送的16/32bit并行数据通过内部接口fifo“1”传递给8/10编码模块“2”，模块“2”的10bit数据由于需要跨时钟域，因此缓存到fifo“3”后再传递到并串转换模块“4”，“4”输出的串行数据再通过接口5处理，调整数据的电气性能就通过高速IO口发送出去了。 咱们再看看数据接收模块的结构，如图4所示：

图4：RX模块

  RX模块的使用相对发送模块来说复杂一点点，但仅仅也是一点点而已。其数据流通的路径和TX模块正好相反，咱们这里就不再细说。 根据实际使用的经验来看，RX模块数据接收时，串并转换的时钟域、数据缓存的时钟域、RX与FPGA内部逻辑之间的时钟域，咱们千万要注意，只要一混淆，数据接收就会出现莫名的bug。最简单的方式就是使用RX接收数据的恢复时钟，datasheet也推荐了其他几种方式，大家也可以研究研究。 另外，RX数据的对齐咱们只要管理好上图标注✳的部分，监测其输出的三两个标识信号，就可完成数据的正确获取。

  总之GTP、GTX、GTZ的使用没有想象的复杂，例化这些IP核时，xilinx官方都给出了带详细注解的源码例程，咱们少量改动就可以用在自己项目上了，其四五百页的英文datasheet很多的内容都可以走马观花，不会影响咱们使用它的功能。