L-Tile和H-Tile收发器PHY用户指南

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ID 683621
日期 3/29/2021
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1. 概述 2. 在L-Tile/H-Tile中实现收发器PHY层 3. PLL和时钟网络 4. 复位收发器通道 5. Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile收发器PHY体系结构 6. 重配置接口和动态重配置 7. 校准 A. L-Tile/H-Tile收发器寄存器的逻辑视图
1. 概述 x
1.1. Intel® Stratix® 10器件种类中的L-Tile/H-Tile布局 1.2. Intel® Stratix® 10器件和封装种类中的L-Tile/H-Tile数量 1.3. L-Tile/H-Tile构建模块 1.4. 概述修订历史
1.1. Intel® Stratix® 10器件种类中的L-Tile/H-Tile布局 x
1.1.1. Intel® Stratix® 10 GX/SX H-Tile配置 1.1.2. Intel® Stratix® 10 TX H-Tile和E-Tile配置 1.1.3. Intel® Stratix® 10 MX H-Tile和E-Tile配置
1.3. L-Tile/H-Tile构建模块 x
1.3.1. 收发器组体系结构(Transceiver Bank Architecture) 1.3.2. 收发器通道类型 1.3.3. GX和GXT通道布局指南 1.3.4. GXT通道使用 1.3.5. PLL和时钟网络 1.3.6. Ethernet Hard IP 1.3.7. PCIe Gen1/Gen2/Gen3 Hard IP模块
1.3.2. 收发器通道类型 x
1.3.2.1. GX通道 1.3.2.2. GXT通道
1.3.5. PLL和时钟网络 x
1.3.5.1. PLLs 1.3.5.2. 输入参考时钟源 1.3.5.3. 收发器时钟网络
1.3.5.1. PLLs x
1.3.5.1.1. 收发器锁相环 1.3.5.1.2. 时钟生成模块(CGB)
1.3.5.3. 收发器时钟网络 x
1.3.5.3.1. x1时钟线 1.3.5.3.2. x6时钟线 1.3.5.3.3. x24时钟线 1.3.5.3.4. GXT时钟网络
1.3.6. Ethernet Hard IP x
1.3.6.1. 100G Ethernet MAC Hard IP 1.3.6.2. 100G配置
2. 在L-Tile/H-Tile中实现收发器PHY层 x
2.1. 收发器设计IP模块 2.2. 收发器设计流程 2.3. 配置Native PHY IP Core 2.4. 使用 Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile Transceiver Native PHY Intel® Stratix® 10 FPGA IP Core 2.5. 为收发器协议实现PHY层 2.6. 未使用的或空闲的收发器通道 2.7. 仿真Native PHY IP Core 2.8. 在L-Tile/H-Tile中实现收发器Native PHY层文档修订历史
2.2. 收发器设计流程 x
2.2.1. PLL IP Core的选择 2.2.2. 复位控制器(Reset Controller) 2.2.3. 创建重配置逻辑 2.2.4. 将Native PHY IP Core连接到PLL IP Core和Reset Controller 2.2.5. 连接数据通路(Connect Datapath) 2.2.6. 修改Native PHY IP Core SDC 2.2.7. 编译设计 2.2.8. 验证设计功能性
2.3. 配置Native PHY IP Core x
2.3.1. 协议预置 2.3.2. GXT通道 2.3.3. 常规参数和数据通道参数 2.3.4. PMA参数 2.3.5. PCS-Core接口参数 2.3.6. 模拟PMA设置参数 2.3.7. Enhanced PCS参数 2.3.8. Standard PCS参数 2.3.9. PCS Direct数据通路参数 2.3.10. 动态重配置参数 2.3.11. 生成选项参数 2.3.12. PMA，校准和复位端口 2.3.13. PCS-Core接口端口 2.3.14. 增强PCS端口 2.3.15. 标准PCS端口 2.3.16. 收发器PHY PCS-to-Core接口参考端口映射 2.3.17. IP Core文件位置
2.3.14. 增强PCS端口 x
2.3.14.1. 增强型PCS TX和RX控制端口
2.3.16. 收发器PHY PCS-to-Core接口参考端口映射 x
2.3.16.1. PCS-Core接口端口：增强型PCS 2.3.16.2. PCS-Core接口端口：Standard PCS 2.3.16.3. PCS-Core Interface Ports: PCS-Direct
2.4. 使用 Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile Transceiver Native PHY Intel® Stratix® 10 FPGA IP Core x
2.4.1. PMA功能 2.4.2. PCS功能 2.4.3. 确定性延迟使用模型 2.4.4. 调试功能
2.4.1. PMA功能 x
2.4.1.1. TX PMA使用模型 2.4.1.2. RX PMA使用模型
2.4.1.2. RX PMA使用模型 x
2.4.1.2.1. 在手动模式(Manual Mode)下使用RX 2.4.1.2.2. 在自适应模式(Adaptive Mode)下使用RX 2.4.1.2.3. 设置RX PMA Adaptation模式 2.4.1.2.4. 寄存器序列
2.4.2. PCS功能 x
2.4.2.1. 接收器字对齐(Receiver Word Alignment) 2.4.2.2. 接收器时钟补偿 2.4.2.3. 编码/解码(Encoding/Decoding) 2.4.2.4. 运行差异控制和检查 2.4.2.5. Enhanced PCS的FIFO操作 2.4.2.6. 极性反转 2.4.2.7. 数据比特滑移(Data Bitslip) 2.4.2.8. 比特反转(Bit Reversal) 2.4.2.9. 字节反转(Byte Reversal) 2.4.2.10. 双倍速率传输模式 2.4.2.11. 异步数据传输 2.4.2.12. 低延迟
2.4.2.1. 接收器字对齐(Receiver Word Alignment) x
2.4.2.1.1. 使用Standard PCS进行字对齐 2.4.2.1.2. 使用Enhanced PCS进行字对齐
2.4.2.2. 接收器时钟补偿 x
2.4.2.2.1. 使用Standard PCS进行时钟补偿 2.4.2.2.2. 使用Enhanced PCS进行时钟补偿
2.4.2.3. 编码/解码(Encoding/Decoding) x
2.4.2.3.1. 8B/10B编码器和解码器(8B/10B Encoder and Decoder) 2.4.2.3.2. GbE和使用IEEE 1588v2的GbE的8B/10B编码 2.4.2.3.3. 基于64B/66B的协议的KR-FEC功能
2.4.2.4. 运行差异控制和检查 x
2.4.2.4.1. 8B/10B TX差异控制
2.4.2.5. Enhanced PCS的FIFO操作 x
2.4.2.5.1. Enhanced PCS FIFO操作
2.4.2.6. 极性反转 x
2.4.2.6.1. TX数据极性反转 2.4.2.6.2. RX数据极性反转
2.4.2.7. 数据比特滑移(Data Bitslip) x
2.4.2.7.1. TX数据比特滑移(TX Data Bitslip) 2.4.2.7.2. RX数据比特滑移(RX Data Bitslip)
2.4.2.8. 比特反转(Bit Reversal) x
2.4.2.8.1. 发送器比特反转 2.4.2.8.2. 接收器比特反转
2.4.2.9. 字节反转(Byte Reversal) x
2.4.2.9.1. 发送器字节反转 2.4.2.9.2. 接收器字节反转
2.4.2.10. 双倍速率传输模式 x
2.4.2.10.1. 字标记比特 2.4.2.10.2. 如何实现双倍速率传输模式
2.4.2.11. 异步数据传输 x
2.4.2.11.1. FPGA架构到收发器的传输 2.4.2.11.2. 收发器到FPGA架构传输
2.4.2.12. 低延迟 x
2.4.2.12.1. 如何在Basic (Standard PCS)中使能低延迟 2.4.2.12.2. 如何在Basic (Enhanced PCS)中使能低延迟
2.4.3. 确定性延迟使用模型 x
2.4.3.1. 相位测量FIFO
2.4.3.1. 相位测量FIFO x
2.4.3.1.1. 主要使用模型(Primary Use Model) 2.4.3.1.2. FIFO延迟计算
2.4.4. 调试功能 x
2.4.4.1. 码型生成器和验证器 2.4.4.2. PRBS软核累加器 2.4.4.3. 环回(Loopback) 2.4.4.4. 片上仪器(On-die Instrumentation)
2.4.4.1. 码型生成器和验证器 x
2.4.4.1.1. 码型生成器和验证器使用模型 2.4.4.1.2. 方波码型生成器(Square Wave Pattern Generator) 2.4.4.1.3. PRBS生成器和验证器 2.4.4.1.4. PRBS控制和状态端口 2.4.4.1.5. 使能和禁用PRBS生成器和PRBS验证器
2.4.4.2. PRBS软核累加器 x
2.4.4.2.1. PRBS软累加器使用模型
2.4.4.3. 环回(Loopback) x
2.4.4.3.1. 使能和禁用环回(Loopback)
2.4.4.4. 片上仪器(On-die Instrumentation) x
2.4.4.4.1. 片上仪器概述(On-die Instrumentation Overview) 2.4.4.4.2. 如何使能ODI 2.4.4.4.3. 扫描水平眼开 2.4.4.4.4. 扫描水平和垂直相位 2.4.4.4.5. 如何禁用ODI 2.4.4.4.6. 水平相位步长映射(Horizontal Phase Step Mapping)
2.5. 为收发器协议实现PHY层 x
2.5.1. PCI Express (PIPE) 2.5.2. Interlaken 2.5.3. Ethernet 2.5.4. CPRI
2.5.1. PCI Express (PIPE) x
2.5.1.1. PIPE的收发器通道数据通路 2.5.1.2. 支持的PIPE特性 2.5.1.3. 如何连接PIPE Gen1、Gen2和Gen3模式的TX PLL 2.5.1.4. 如何在 Intel® Stratix® 10收发器中实现PCI Express (PIPE) 2.5.1.5. PIPE的Native PHY IP Core参数设置 2.5.1.6. 用于PIPE的fPLL IP Core参数设置 2.5.1.7. 用于PIPE的ATX PLL IP Core参数设置 2.5.1.8. 用于PIPE的Native PHY IP Core端口 2.5.1.9. 用于PIPE的fPLL端口 2.5.1.10. 用于PIPE的ATX PLL端口 2.5.1.11. 到TX去加重的预置映射(Preset Mappings to TX De-emphasis) 2.5.1.12. 如何对PIPE配置布局通道 2.5.1.13. Gen3的链路均衡 2.5.1.14. 时序收敛建议
2.5.1.2. 支持的PIPE特性 x
2.5.1.2.1. Gen1/Gen2特性 2.5.1.2.2. Gen3功能
2.5.1.12. 如何对PIPE配置布局通道 x
2.5.1.12.1. 绑定配置中的主通道(Master Channel in Bonded Configurations)
2.5.2. Interlaken x
2.5.2.1. Interlaken配置时钟和绑定
2.5.2.1. Interlaken配置时钟和绑定 x
2.5.2.1.1. x24时钟绑定示例 2.5.2.1.2. TX多通道绑定和RX多通道去偏斜对齐状态机
2.5.3. Ethernet x
2.5.3.1. 10GBASE-R, 10GBASE-R with IEEE 1588v2, and 10GBASE-R with KR FEC Variants 2.5.3.2. 40GBASE-R with KR FEC Variant
2.5.3.1. 10GBASE-R, 10GBASE-R with IEEE 1588v2, and 10GBASE-R with KR FEC Variants x
2.5.3.1.1. 10GBASE-R中的XGMII接口方案
2.5.4. CPRI x
2.5.4.1. CPRI线路速率修订 2.5.4.2. 用于CPRI的收发器通道数据通路和时钟 2.5.4.3. CPRI的支持特性 2.5.4.4. 确定性延迟
2.5.4.2. 用于CPRI的收发器通道数据通路和时钟 x
2.5.4.2.1. CPRI的TX PLL选择 2.5.4.2.2. 自动协商(Auto-Negotiation)
2.5.4.3. CPRI的支持特性 x
2.5.4.3.1. CPRI的手动模式下的字对齐器
2.7. 仿真Native PHY IP Core x
2.7.1. 如何指定第三方RTL仿真器 2.7.2. IP仿真的脚本编程 2.7.3. 自定义仿真流程
2.7.2. IP仿真的脚本编程 x
2.7.2.1. 组合仿真器设置脚本的生成 2.7.2.2. 用于仿真的.do文件的步骤
2.7.3. 自定义仿真流程 x
2.7.3.1. 如何使用Simulation Library Compiler 2.7.3.2. 自定义仿真脚本
3. PLL和时钟网络 x
3.1. PLL 3.2. 输入参考时钟源 3.3. 发送器时钟网络 3.4. 时钟生成模块 3.5. FPGA架构-收发器接口时钟 3.6. 双倍速率传输模式 3.7. 发送器数据通路接口时钟 3.8. 接收器数据通路接口时钟 3.9. 通道绑定 3.10. PLL级联时钟网络 3.11. 使用PLL和时钟网络 3.12. PLL和时钟网络修订历史
3.1. PLL x
3.1.1. ATX PLL 3.1.2. fPLL 3.1.3. CMU PLL
3.1.1. ATX PLL x
3.1.1.1. ATX PLL到fPLL的间距要求 3.1.1.2. 将ATX PLL用于GXT通道 3.1.1.3. ATX PLL GX & MCGB的GXT实现使用限制 3.1.1.4. 例化ATX PLL IP核 3.1.1.5. ATX PLL IP Core - 参数，设置和端口
3.1.2. fPLL x
3.1.2.1. 例化fPLL IP Core 3.1.2.2. fPLL IP Core约束 3.1.2.3. fPLL IP Core - 参数，设置和端口
3.1.3. CMU PLL x
3.1.3.1. 例化CMU PLL IP Core 3.1.3.2. CMU PLL IP Core - 参数，设置和端口
3.2. 输入参考时钟源 x
3.2.1. 专用参考时钟管脚 3.2.2. 接收器输入管脚 3.2.3. 作为一个输入参考时钟源的PLL级联 3.2.4. 参考时钟网络 3.2.5. 作为输入参考时钟的内核时钟
3.2.1. 专用参考时钟管脚 x
3.2.1.1. 参考时钟I/O标准 3.2.1.2. 专用参考时钟管脚终端 (XCVR_S10_REFCLK_TERM_TRISTATE)
3.3. 发送器时钟网络 x
3.3.1. x1时钟线 3.3.2. x6时钟线 3.3.3. x24时钟线 3.3.4. GXT时钟网络 3.3.5. HCLK网络
3.9. 通道绑定 x
3.9.1. PMA绑定 3.9.2. PMA和PCS绑定 3.9.3. 选择通道绑定方案 3.9.4. 偏斜计算
3.9.1. PMA绑定 x
3.9.1.1. x6/x24绑定
3.11. 使用PLL和时钟网络 x
3.11.1. 非绑定配置(Non-bonded Configurations) 3.11.2. 绑定配置 3.11.3. 实现PLL级联 3.11.4. 混合和匹配实例
3.11.1. 非绑定配置(Non-bonded Configurations) x
3.11.1.1. 实现单一通道x1非绑定配置 3.11.1.2. 实现多通道x1非绑定配置 3.11.1.3. 实现多通道x24非绑定配置
3.11.2. 绑定配置 x
3.11.2.1. 实现x6/x24绑定模式
4. 复位收发器通道 x
4.1. 什么时候需要复位？ 4.2. 收发器PHY复位控制器 Intel® Stratix® 10 FPGA IP实现 4.3. 如何复位？ 4.4. 使用PCS复位状态端口 4.5. 使用Transceiver PHY Reset Controller Intel® Stratix® 10 FPGA IP 4.6. 使用一个用户编码的复位控制器 4.7. 将状态或PLL锁定信号与用户编码的复位控制器合并 4.8. 复位收发器通道修订历史
4.3. 如何复位？ x
4.3.1. 所建议的复位序列 4.3.2. 受reset和power-down信号影响的收发器模块
4.3.1. 所建议的复位序列 x
4.3.1.1. 上电后复位发送器 4.3.1.2. 器件操作过程中复位发送器 4.3.1.3. 上电后复位接收器 4.3.1.4. 器件操作(自动模式)过程中复位接收器 4.3.1.5. 手动锁定模式下的时钟数据恢复 4.3.1.6. 特殊的TX PCS复位释放序列
4.3.1.5. 手动锁定模式下的时钟数据恢复 x
4.3.1.5.1. CDR手动锁定模式的控制设置 4.3.1.5.2. 在CDR手动锁定模式下复位收发器
4.3.1.6. 特殊的TX PCS复位释放序列 x
4.3.1.6.1. Interlaken/Basic模式下的TX Core FIFO 4.3.1.6.2. 使能的双倍速率传输模式 4.3.1.6.3. TX齿轮箱比率*:67
4.5. 使用Transceiver PHY Reset Controller Intel® Stratix® 10 FPGA IP x
4.5.1. 参数化Transceiver PHY Reset Controller Intel® Stratix® 10 FPGA IP 4.5.2. 收发器PHY复位控制器 Intel® Stratix® 10 FPGA IP参数 4.5.3. 收发器PHY复位控制器 Intel® Stratix® 10 FPGA IP接口 4.5.4. 收发器PHY复位控制器 Intel® Stratix® 10 FPGA IP资源使用
4.6. 使用一个用户编码的复位控制器 x
4.6.1. 用户编码的复位控制器信号
5. Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile收发器PHY体系结构 x
5.1. PMA体系结构 5.2. Enhanced PCS体系结构 5.3. Intel® Stratix® 10标准PCS体系结构 5.4. Intel® Stratix® 10 PCI Express Gen3 PCS体系结构 5.5. 对GXT通道的PCS支持 5.6. 方波生成器(Square Wave Generator) 5.7. PRBS码型生成器 5.8. PRBS码型验证器(PRBS Pattern Verifier) 5.9. 环回模式 5.10. Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile收发器PHY体系结构修订历史
5.1. PMA体系结构 x
5.1.1. 发送器PMA 5.1.2. 接收器PMA
5.1.1. 发送器PMA x
5.1.1.1. 串化器 5.1.1.2. 发送器缓冲器
5.1.1.2. 发送器缓冲器 x
5.1.1.2.1. 高速差分I/O 5.1.1.2.2. 可编程的输出差分电压 5.1.1.2.3. 可编程预加重
5.1.2. 接收器PMA x
5.1.2.1. 接收器缓冲器 5.1.2.2. 时钟数据恢复(CDR)单元 5.1.2.3. 解串器
5.1.2.1. 接收器缓冲器 x
5.1.2.1.1. 可编程的差分片上终端(OCT) 5.1.2.1.2. 信号检测器 5.1.2.1.3. 连续时间线性均衡(CTLE) 5.1.2.1.4. 可变增益放大器(VGA) 5.1.2.1.5. 自适应参数调整引擎(Adaptive Parametric Tuning (ADAPT) Engine) 5.1.2.1.6. 判定反馈均衡(DFE) 5.1.2.1.7. 片上仪器(On-Die Instrumentation)
5.1.2.2. 时钟数据恢复(CDR)单元 x
5.1.2.2.1. Lock-to-Reference模式 5.1.2.2.2. Lock-to-Data模式 5.1.2.2.3. CDR锁定模式
5.2. Enhanced PCS体系结构 x
5.2.1. 发送器数据路径 5.2.2. 接收器数据路径 5.2.3. RX KR FEC模块
5.2.1. 发送器数据路径 x
5.2.1.1. TX Core FIFO 5.2.1.2. TX PCS FIFO 5.2.1.3. Interlaken帧生成器 5.2.1.4. Interlaken CRC-32生成器 5.2.1.5. 64B/66B编码器和发送器状态机(TX SM) 5.2.1.6. 加扰器(Scrambler) 5.2.1.7. Interlaken差异生成器 5.2.1.8. TX Gearbox，TX Bitslip和极性反转 5.2.1.9. KR FEC模块
5.2.2. 接收器数据路径 x
5.2.2.1. RX Gearbox，RX Bitslip和极性反转 5.2.2.2. 模块同步器 5.2.2.3. Interlaken差异检查器(Interlaken Disparity Checker) 5.2.2.4. 解扰器(Descrambler) 5.2.2.5. Interlaken帧同步器 5.2.2.6. 64B/66B解码器和接收器状态机(RX SM) 5.2.2.7. 10GBASE-R误码率(BER)检查器 5.2.2.8. Interlaken CRC-32 Checker 5.2.2.9. RX PCS FIFO 5.2.2.10. RX Core FIFO
5.2.2.9. RX PCS FIFO x
5.2.2.9.1. 相位补偿模式(Phase Compensation Mode) 5.2.2.9.2. 寄存器模式(Register Mode)
5.2.2.10. RX Core FIFO x
5.2.2.10.1. 相位补偿模式(Phase Compensation Mode) 5.2.2.10.2. 寄存器模式(Register Mode) 5.2.2.10.3. 基本模式(Basic Mode) 5.2.2.10.4. Interlaken模式 5.2.2.10.5. 10GBASE-R模式
5.3. Intel® Stratix® 10标准PCS体系结构 x
5.3.1. 发送器数据路径 5.3.2. 接收器数据路径
5.3.1. 发送器数据路径 x
5.3.1.1. TX Core FIFO 5.3.1.2. TX PCS FIFO 5.3.1.3. 字节串化器(Byte Serializer) 5.3.1.4. 8B/10B编码器 5.3.1.5. 极性反转功能 5.3.1.6. TX比特滑移(TX Bit Slip)
5.3.1.3. 字节串化器(Byte Serializer) x
5.3.1.3.1. 绑定的字节串化器(Bonded Byte Serializer) 5.3.1.3.2. 字节串化器禁用模式 5.3.1.3.3. Byte Serializer Serialize x2模式 5.3.1.3.4. Byte Serializer Serialize x4模式
5.3.1.4. 8B/10B编码器 x
5.3.1.4.1. 8B/10B编码器控制代码编码 5.3.1.4.2. 8B/10B编码器复位条件 5.3.1.4.3. 8B/10B编码器空闲字符替换功能 5.3.1.4.4. 8B/10B编码器当前运行差异控制功能 5.3.1.4.5. 8B/10B编码器比特反转功能 5.3.1.4.6. 8B/10B编码器字节反转功能
5.3.2. 接收器数据路径 x
5.3.2.1. 字对齐器(Word Aligner) 5.3.2.2. RX极性反转功能 5.3.2.3. 速率匹配FIFO 5.3.2.4. 8B/10B解码器 5.3.2.5. PRBS验证器 5.3.2.6. 字节解串器(Byte Deserializer) 5.3.2.7. RX PCS FIFO 5.3.2.8. RX Core FIFO
5.3.2.1. 字对齐器(Word Aligner) x
5.3.2.1.1. Word Aligner Bitslip模式 5.3.2.1.2. 字对齐器手动模式(Word Aligner Manual Mode) 5.3.2.1.3. 字对齐器同步状态机模式 5.3.2.1.4. 字对齐器确定性延迟模式 5.3.2.1.5. 各种字对齐器模式的字对齐器模式长度 5.3.2.1.6. 字对齐器RX比特反转功能 5.3.2.1.7. 字对齐器RX字节反转功能
5.3.2.4. 8B/10B解码器 x
5.3.2.4.1. 8B/10B解码器控制代码编码 5.3.2.4.2. 8B/10B解码器运行差异检查器功能
5.3.2.6. 字节解串器(Byte Deserializer) x
5.3.2.6.1. 字节解串器禁用模式 5.3.2.6.2. Byte Deserializer Deserialize x2模式 5.3.2.6.3. Byte Deserializer Deserialize x4模式 5.3.2.6.4. 绑定的字节解串器(Bonded Byte Deserializer) 5.3.2.6.5. 字节排序寄存器传输级(RTL) 5.3.2.6.6. 字节串行器对RX端数据传播的影响 5.3.2.6.7. ModelSim字节排序分析
5.4. Intel® Stratix® 10 PCI Express Gen3 PCS体系结构 x
5.4.1. 发送器数据路径 5.4.2. 接收器数据路径 5.4.3. PIPE接口
5.4.1. 发送器数据路径 x
5.4.1.1. TX Core FIFO 5.4.1.2. TX PCS FIFO 5.4.1.3. 齿轮箱(Gearbox)
5.4.2. 接收器数据路径 x
5.4.2.1. 模块同步器 5.4.2.2. 速率匹配FIFO 5.4.2.3. RX PCS FIFO 5.4.2.4. RX Core FIFO
5.4.3. PIPE接口 x
5.4.3.1. 自动速度协商 5.4.3.2. 时钟数据恢复控制
6. 重配置接口和动态重配置 x
6.1. 重配置通道和PLL模块 6.2. 与重配置接口进行交互 6.3. 多个重配置设置文件(Multiple Reconfiguration Profiles) 6.4. 仲裁(arbitration) 6.5. 动态重配置的建议 6.6. 执行动态重配置的步骤 6.7. 直接重配置流程 6.8. Native PHY IP或PLL IP Core指导的重配置流程 6.9. 特殊情况的重配置流程 6.10. 更改模拟PMA设置 6.11. 端口和参数 6.12. 多个IP模块之间的动态重配置接口合并 6.13. 嵌入式调试功能 6.14. 时序收敛建议 6.15. 不支持的功能 6.16. 收发器寄存器映射 6.17. 重配置接口和动态重配置修订历史
6.2. 与重配置接口进行交互 x
6.2.1. 从重配置接口进行读取 6.2.2. 写入到重配置接口
6.3. 多个重配置设置文件(Multiple Reconfiguration Profiles) x
6.3.1. 配置文件 6.3.2. 嵌入式重配置流送器(Embedded Reconfiguration Streamer)
6.6. 执行动态重配置的步骤 x
6.6.1. 通道重配置 6.6.2. PLL重配置
6.9. 特殊情况的重配置流程 x
6.9.1. 切换发送器PLL 6.9.2. 切换参考时钟 6.9.3. 在GX和GXT通道之间进行重配置
6.9.2. 切换参考时钟 x
6.9.2.1. ATX参考时钟切换 6.9.2.2. fPLL参考时钟切换 6.9.2.3. CDR和CMU参考时钟切换
6.13. 嵌入式调试功能 x
6.13.1. Native PHY Debug Master Endpoint (NPDME) 6.13.2. 可选的重配置逻辑
6.13.2. 可选的重配置逻辑 x
6.13.2.1. 功能寄存器(Capability Registers) 6.13.2.2. 控制和状态寄存器 6.13.2.3. PRBS软核累加器
7. 校准 x
7.1. 重配置接口和使用PreSICE(精密信号完整性校准引擎)的仲裁 7.2. 校准寄存器 7.3. 上电校准 7.4. 后台校准(Background Calibration) 7.5. 用户重新校准 7.6. 校准修订历史
7.2. 校准寄存器 x
7.2.1. Avalon® Memory-Mapped Interface仲裁寄存器 7.2.2. 用户重校准使能寄存器 7.2.3. 功能寄存器(Capability Registers) 7.2.4. 速率切换标志寄存器
7.2.2. 用户重校准使能寄存器 x
7.2.2.1. 收发器通道校准寄存器 7.2.2.2. ATX PLL/fPLL/CMU PLL校准寄存器
7.5. 用户重新校准 x
7.5.1. 重新校准一个双工通道(PMA TX和PMA RX) 7.5.2. 仅在双工通道中重新校准PMA RX 7.5.3. 仅在双工通道中重新校准PMA TX 7.5.4. 在没有合并到同一物理通道的单工TX的情况下重新校准PMA单工RX 7.5.5. 在没有合并到同一物理通道的单工RX的情况下重新校准PMA单工TX 7.5.6. 仅重新校准单工TX合并的物理通道中的PMA单工RX 7.5.7. 仅重新校准单工RX合并的物理通道中的PMA单工TX 7.5.8. 重新校准fPLL 7.5.9. 重新校准ATX PLL 7.5.10. 当CMU PLL用作TX PLL时，重新校准CMU PLL
A. L-Tile/H-Tile收发器寄存器的逻辑视图 x
A.1. ATX_PLL逻辑寄存器映射 A.2. CMU_PLL逻辑寄存器映射 A.3. FPLL逻辑寄存器映射 A.4. 通道逻辑寄存器映射 A.5. L-Tile/H-Tile收发器寄存器的逻辑视图修订历史
A.1. ATX_PLL逻辑寄存器映射 x
A.1.1. ATX PLL校准 A.1.2. 可选的重配置逻辑ATX PLL-功能 A.1.3. 可选的重配置逻辑ATX PLL-控制和状态 A.1.4. 嵌入式流送器(ATX PLL) A.1.5. 更新ATX PLL小数乘法因数(K)值
A.2. CMU_PLL逻辑寄存器映射 x
A.2.1. CDR/CMU和PMA校准 A.2.2. 可选的重配置逻辑CMU PLL-功能 A.2.3. 可选的重配置逻辑CMU PLL-控制和状态 A.2.4. 嵌入式流送器(CMU PLL)
A.3. FPLL逻辑寄存器映射 x
A.3.1. fPLL校准 A.3.2. 可选的重配置逻辑fPLL-功能 A.3.3. 可选的重配置逻辑fPLL-控制和状态 A.3.4. 嵌入式流送器(fPLL)
A.4. 通道逻辑寄存器映射 x
A.4.1. 发送器PMA逻辑寄存器映射 A.4.2. 接收器PMA逻辑寄存器映射 A.4.3. 码型生成器和检查器 A.4.4. 环回(Loopback) A.4.5. 可选的重配置逻辑PHY-功能 A.4.6. 可选的重配置逻辑PHY-控制和状态 A.4.7. 嵌入式流送器(Native PHY) A.4.8. 静态极性反转 A.4.9. 复位 A.4.10. CDR/CMU和PMA校准
A.4.1. 发送器PMA逻辑寄存器映射 x
A.4.1.1. 预加重(Pre-emphasis) A.4.1.2. VOD A.4.1.3. TX补偿 A.4.1.4. 摆率(Slew Rate) A.4.1.5. TX终端
A.4.2. 接收器PMA逻辑寄存器映射 x
A.4.2.1. RX带宽选择 A.4.2.2. RX终端 A.4.2.3. 设置RX PMA Adaptation模式 A.4.2.4. 手动CTLE (Manual CTLE) A.4.2.5. 手动VGA A.4.2.6. 自适应控制 - 开始 A.4.2.7. 自适应控制 - 停止 A.4.2.8. 自适应值读出(Adapted Value Readout)
A.4.3. 码型生成器和检查器 x
A.4.3.1. 方波生成器(Square Wave Generator) A.4.3.2. PRBS生成器 A.4.3.3. PRBS验证器 A.4.3.4. PRBS Verifier需要的其他寄存器 A.4.3.5. PRBS软核累加器
1. 概述
2. 在L-Tile/H-Tile中实现收发器PHY层
3. PLL和时钟网络
4. 复位收发器通道
5. Intel® Stratix® 10 L-Tile/H-Tile收发器PHY体系结构
6. 重配置接口和动态重配置
7. 校准
A. L-Tile/H-Tile收发器寄存器的逻辑视图

2.4.2.2.1. 使用Standard PCS进行时钟补偿

在以下其中一种模式下使用Standard PCS的Rate Match FIFO，以补偿RX PCS与FPGA架构之间的时钟差异：
  • Rate Match FIFO in Basic 10-bit PMA mode
  • Rate Match FIFO in Basic 20-bit PMA mode
  • Rate Match FIFO in GbE mode
  • Rate Match FIFO in PIPE mode
  • Rate Match FIFO in PIPE 0 ppm mode

基本(单宽度)模式下的速率匹配FIFO

这些步骤仅涉及速率匹配FIFO操作。
  1. 在RX rate match FIFO mode列表中选择basic (single width)。
  2. 输入以下参数的值。
    参数 值 说明
    RX rate match insert/delete +ve pattern (hex) 指定为十六进制字符串的20比特数据 前10个比特对应于跳过码型(skip pattern)，后10个比特对应于控制码型(control pattern)。跳过码型必须具有中性差异(neutral disparity)。
    RX rate match insert/delete –ve pattern (hex) 指定为十六进制字符串的20比特数据 前10个比特对应于跳过码型(skip pattern)，后10个比特对应于控制码型(control pattern)。跳过码型必须具有中性差异(neutral disparity)。

    ve (伏特编码)是NRZ_L条件，其中+ve编码0，–ve编码1。 ve是运行差异(+/–RD)，特别与速率匹配器(rate matcher)一起使用。根据恢复的时钟和本地时钟之间的ppm差异(由协议定义)，速率匹配器最多可添加或删除四个跳过码型(中性差异)。由于控制字在正和负差异之间交替，因此即使在跳过字插入或删除之后也会保持网络中立(net neutrality)。

    在下图中，第一个跳过群集(skip cluster)有一个/K28.5/控制码型，紧跟着是两个/K28.0/跳过码型。第二个跳过群集有一个/K28.5/控制码型，紧跟着四个/K28.0/跳过码型。速率匹配FIFO仅从第一个跳过群集中删除一个/K28.0/跳过码型，删除后在群集中保留至少一个跳过码型。从第二个群集中删除两个/K28.0/跳过码型，以满足删除总共三个跳过码型的要求。

    速率匹配FIFO能够在一个群集中最多插入四个跳过码型，如果插入后群集中有不超过五个跳过码型。

    图 45. 速率匹配FIFO删除，包括删除操作所需要的三个跳过码型

    在下图中，/K28.5/是控制码型，而中性差异(neutral disparity) /K28.0/是跳过码型。第一个跳过群集含有一个/K28.5/控制码型，紧跟着是三个/K28.0/跳过码型。第二个跳过群集含有一个/K28.5/控制码型，紧跟着是两个/K28.0/跳过码型。速率匹配FIFO仅将两个/K28.0/跳过码型插入到第一个跳过群集中，以在插入后的群集中保留最多五个跳过码型。在第二个群集中插入一个/K28.0/跳过码型，以满足插入所要求的总共三个跳过码型。

    图 46. 速率匹配FIFO插入，包括插入操作所需要的三个跳过码型

    下图显示了当上游发送器参考时钟频率大于本地接收器参考时钟频率时D5的删除。此操作在删除的同时置位rx_std_rmfifo_full一个并行时钟周期。

    图 47. 速率匹配FIFO在接收到D5后变满

    下图显示了当本地接收器参考时钟频率大于上游发送器参考时钟频率时跳过符号的插入。此操作在插入的同时置位rx_std_rmfifo_empty一个并行时钟周期。

    图 48. 速率匹配FIFO在接收到D3后变空

速率匹配FIFO基本(Double Width)模式

  1. 在RX rate match FIFO mode列表中选择basic (double width)。
  2. 输入以下参数的值。
    参数 值 说明
    RX rate match insert/delete +ve pattern (hex) 指定为十六进制字符串的20比特数据 前10个比特对应于跳过码型(skip pattern)，后10个比特对应于控制码型(control pattern)。跳过码型必须具有中性差异(neutral disparity)。
    RX rate match insert/delete -ve pattern (hex) 指定为十六进制字符串的20比特数据 前10个比特对应于跳过码型(skip pattern)，后10个比特对应于控制码型(control pattern)。跳过码型必须具有中性差异(neutral disparity)。

    速率匹配FIFO可以根据需要从群集中删除多对跳过码型，以避免速率匹配FIFO溢出。仅当两个10-bit跳过码型出现在20-bit字的LSByte和MSByte上的相同时钟周期时，速率匹配FIFO才能删除一对跳过码型。如果两个跳过码型跨越时钟周期的MSByte和下一个时钟周期的LSByte，则速率匹配FIFO不能删除跳过码型对。

    在下图中，第一个跳过群集在LSByte中有一个/K28.5/控制码型，以及在一个周期时钟的MSByte中有/K28.0/跳过码型，下一个时钟周期的LSByte中的一个/K28.0/跳过码型紧跟其后。速率匹配FIFO无法删除此跳过群集中的两个跳过码型，因为它们没有出现在同一时钟周期中。第二个跳过群集在时钟周期的MSByte中含有一个/K28.5/控制码型，在下两个时钟周期中的两对/K28.0/跳过码型紧跟其后。速率匹配FIFO从第二个跳过群集中删除两对/K28.0/跳过码型(总共删除四个跳过码型)，以满足三个跳过码型删除的要求。

    速率匹配FIFO可以将多对跳过码型插入到一个群集中，以避免速率匹配FIFO下溢。10-bit跳过码型可以出现在20-bit字的MSByte，LSByte或两者上。

    图 49. 速率匹配FIFO删除，包括删除操作所需要的四个跳过码型/K28.5/是控制码型，中性差异/K28.0/是跳过码型。

    在下图中，/K28.5/是控制码型，而中性差异/K28.0/是跳过码型。第一个跳过群集在LSByte中含有一个/K28.5/控制码型，以及在一个周期的MSByte中含有/K28.0/跳过码型。速率匹配FIFO在这个跳过群集中插入跳过码型对，以满足三个跳过码型插入的要求。

    图 50. 速率匹配FIFO插入，包括插入操作所需要的四个跳过码型

    下图显示了20-bit字D7D8的删除。

    图 51. 速率匹配FIFO在接收到20-Bit Word D5D6后变满

    下图显示了两个跳过码型的插入。

    图 52. 速率匹配FIFO读出20-Bit Word D5D6后变空

GbE的速率匹配FIFO

速率匹配FIFO能够对上游发送器与本地接收器参考时钟之间的频率Part-Per-Million (ppm)差异进行补偿，能够补偿高达125 MHz ± 100 ppm差异。
注： 只有使用(125 MHz + 100 ppm) - (125 MHz - 100 ppm) = 200 ppm进行计算，总共200 ppm才为真。相比之下，(125 MHz + 0 ppm) - (125 MHz - 200 ppm)超出了规范。

遵照IEEE 802.3-2008规范中列出的规则，GbE协议要求发送器在数据包间的间隙(IPG)发送Idle有序集/I1/ (/K28.5/D5.6/)和/I2/ (/K28.5/D16.2/)。

字对齐器中的同步状态机表明通过驱高rx_syncstatus信号来获得同步之后，速率匹配操作开始。速率匹配器同时删除或插入/I2/有序集的两个符号(/K28.5/和/D16.2/，作为一对)，来防止速率匹配FIFO上溢或下溢。速率匹配操作能够插入或删除必要数量的/I2/有序集。

下图显示了速率匹配删除操作的示例，其中要求删除三个符号。由于速率匹配FIFO仅能删除/I2/有序集，因此它会删除两个/I2/有序集(四个符号被删除)。

图 53. 速率匹配FIFO删除操作


下图显示了速率匹配FIFO插入的实例，其中要求插入一个符号。由于数据速率FIFO仅能插入/I2/有序集，因此它会插入一个/I2/有序集(两个符号被插入)。

图 54. 速率匹配FIFO插入操作


rx_std_rmfifo_full和rx_std_rmfifo_empty被转发到FPGA架构，以表明速率匹配FIFO满和空的情况。

速率匹配FIFO不会删除代码组以克服FIFO满状态。它会置位rx_std_rmfifo_full flag至少两个恢复时钟周期，以指示速率匹配FIFO已满。下图显示了当写指针比读指针快时的速率匹配FIFO满状态。

图 55. 速率匹配FIFO已满条件


速率匹配FIFO不会插入代码组以克服FIFO空状态。它会置位rx_std_rmfifo_empty flag至少两个恢复时钟周期，以指示速率匹配FIFO已空。下图显示了当读指针比写指针快时的速率匹配FIFO空状态。

图 56. 速率匹配FIFO已空条件


在速率匹配 FIFO变满和变空时，必须置位rx_digitalreset信号进行置位以对接收器PCS模块进行复位。

PIPE的时钟补偿

请参考Gen1 and Gen2 Clock Compensation和Gen3 Clock Compensation部分来了解详细信息。

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