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XILINX SERDES參數(shù)和使用
FPGA SERDES的應(yīng)用需要考慮到板級(jí)硬件,SERDES參數(shù)和使用,應(yīng)用協(xié)議等方面。由于這種復(fù)雜性,SERDES的調(diào)試工作對(duì)很多工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文將描述SERDES的一般調(diào)試方法,便于工程師準(zhǔn)確快速定位和解決問(wèn)題。
1. 硬件檢測(cè)
硬件檢測(cè)可以分為原理圖/PCB檢查和板上硬件檢查。這一部分的工作相對(duì)簡(jiǎn)單,但是很多時(shí)候問(wèn)題是由這些看起來(lái)很不起眼的地方導(dǎo)致的。
a) 原理圖/PCB檢查
根據(jù)SERDES應(yīng)用手冊(cè)要求檢查原理圖和PCB設(shè)計(jì)。例如對(duì)于Xilinx 7系列GTX/GTH SERDES,可以參考UG476的Board Design Guidelines檢查原理圖和PCB設(shè)計(jì)。
b) 板上硬件檢查
使用示波器/萬(wàn)用表等儀器設(shè)備實(shí)際測(cè)量板上硬件,確認(rèn)提供給SERDES的工作環(huán)境正常。
i. 檢查電源的電壓/精度/紋波/上電順序是否符合數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求。例如對(duì)于Xilinx 7系列GTX SERDES,需要對(duì)照DS182檢查。
ii. 檢查SERDES參考時(shí)鐘頻率/擺幅是否符合數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求,以及參考時(shí)鐘的管腳位置是否正確。
iii. 物理通道的檢查,例如確認(rèn)AC耦合電容的容值是否正確,光模塊是否兼容,焊接是否正常。
2. 使用IBERT
IBERT是一個(gè)強(qiáng)有力的調(diào)試工具,可以用于調(diào)整參數(shù)設(shè)置和確認(rèn)系統(tǒng)余量,也可以用于故障現(xiàn)象判斷。IBERT在CORE generator里產(chǎn)生工程和BIT文件。將BIT文件下載到FPGA后,使用ChipScope Analyzer連接到FPGA上,就會(huì)出現(xiàn)IBERT的GUI調(diào)試界面。
IBERT的GUI調(diào)試界面
a) 檢查PLL是否LOCK,如果沒(méi)有,需要檢查時(shí)鐘和電源。比如時(shí)鐘頻率是否正確,SERDES是否選擇了正確的時(shí)鐘源。
b) 將SERDES的TX和RX設(shè)為相同的數(shù)據(jù)pattern,例如PRBS-31.設(shè)置SERDES為Near-end PMA模式。如果這一步不能工作,檢查T(mén)X/RX極性是否反轉(zhuǎn);檢查T(mén)XUSRCLK/TXUSRCLK2/RXUSRCLK/RXUSRCLK2上的時(shí)鐘頻率是否正常。通過(guò)這一步保證SERDES內(nèi)部工作正常。
c) 將SERDES設(shè)置為Far-end PMA和Far-end PCS模式,確認(rèn)遠(yuǎn)端設(shè)備的SERDES是否收發(fā)正常。通過(guò)這一步排除和時(shí)鐘OFFSET相關(guān)的問(wèn)題。
d) 如果這些步驟工作正常,但是誤碼率很高,有可能是參數(shù)設(shè)置有問(wèn)題。需要通過(guò)調(diào)整TX/RX的參數(shù)設(shè)置來(lái)解決。也可以通過(guò)EYE SCAN功能來(lái)得到最佳設(shè)置和判斷系統(tǒng)余量。