10G/25G以太網(wǎng)IP自協(xié)商調(diào)試方案

*此調(diào)試過(guò)程亦適用于10G, 25G, 40G, 50G, 100G以太網(wǎng)IP核，每個(gè)IP可能會(huì)有些細(xì)節(jié)上的不同，但整個(gè)自協(xié)商和LinkTraining過(guò)程是類似的，可以作為參考。
*如果是40G/50G, 100G以太網(wǎng)，選的是多通道的IP，務(wù)必保證兩端的通道0是正確對(duì)接上的，因?yàn)樵谧鲎詤f(xié)商的時(shí)候，以太網(wǎng)只使用通道0，其它通道需在自協(xié)商完成后再加入工作。

一．產(chǎn)生一個(gè)例子工程仿真

打開你的Vivado工具，選擇你所需要的器件類型，在IPCatalog里產(chǎn)生一個(gè)10G/25GEthernet Subsystem IP core，勾上BASE-KR和IncludeAN/LT Logic以涵蓋IP自協(xié)商功能

（這里為方便起見(jiàn)，選擇了Controland Status Vectors接口，這樣IP的配置可以通過(guò)在代碼中直接用邏輯賦值IP的input輸入來(lái)完成；如果你需要選用AXI接口進(jìn)行寄存器配置，請(qǐng)參考例子工程的各項(xiàng)配置，自己相應(yīng)地寫好對(duì)應(yīng)寄存器值）

右鍵IP的.xci，Open IPExample Design

例子工程產(chǎn)生出來(lái)之后，我們需要做一些簡(jiǎn)單的修改，因?yàn)樵嫉睦庸こ谭抡胬锩?，沒(méi)有做自協(xié)商的演示。

1. 修改頂層代碼“xxv_ethernet_0_exdes.v”，使能自協(xié)商功能，并且將AN的seed信號(hào)引到輸入port上，方便之后修改，如下圖

2. 修改tb文件，原來(lái)tb只調(diào)用了一個(gè)IP自己做環(huán)回，我們需要再?gòu)?fù)制一個(gè)，改成兩個(gè)IP互聯(lián)，將兩者的串行數(shù)據(jù)txp/txn和rxp/rxn對(duì)接起來(lái)；新加的IP，輸入可以跟原來(lái)那個(gè)共享保持不變，輸出可以懸空；最后將之前拉出來(lái)的AN的seed值任意設(shè)置為兩個(gè)不同的值即可（這是IEEE協(xié)議的要求，PG210中有相關(guān)描述）

3. 在開始仿真前，請(qǐng)取消“UsePrecompiled IP simulation libraries”的勾，并加上“-dSIM_SPEED_UP”的vlog選項(xiàng)，以加速完成你的仿真，便于查看仿真結(jié)果。

然后，點(diǎn)擊RunBehavior Simulation

二．自協(xié)商與LinkTraining的調(diào)試過(guò)程

*以下整個(gè)調(diào)試過(guò)程同時(shí)適用于仿真與上板，上板時(shí)可以用ILA抓出相同的信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)試

a. 隨著tx_disable拉高一個(gè)脈沖，標(biāo)志著以太網(wǎng)的自協(xié)商狀態(tài)機(jī)正式開始運(yùn)行；上電，復(fù)位IP或兩端任一端復(fù)位AN，都會(huì)導(dǎo)致這一行為的發(fā)生。

b. 自協(xié)商的工作完全由IP自動(dòng)完成的，所以只要配置沒(méi)問(wèn)題，你只需要耐心等待就可以看到自協(xié)商的完成，以an_good_check為標(biāo)志，并且進(jìn)入下一步linktraining

c. 在LT的過(guò)程中，首先你要等到IP能夠鎖定LT幀，即frame_lock拉高，然后你就可以進(jìn)行你自己的LT算法了，與AN不同LT是由客戶手動(dòng)完成的。

不過(guò)由于Xilinx的Serial Transceiver能夠提供非常好的信號(hào)質(zhì)量，因此我們建議用戶如果兩端用的都是Xilinx的器件，可以直接跳過(guò)此步驟，將輸入信號(hào)rx_trained拉高。

d. 無(wú)論你是做完了自己的LT測(cè)試，還是直接跳過(guò)了此步驟，當(dāng)兩端都拉高了自己的rx_trained之后，就可以等待LT的完成標(biāo)志signal_detect拉高

e. 最后autoneg_complete拉高代表了整個(gè)自協(xié)商和LinkTraining的流程都成功完成了，此時(shí)IP恢復(fù)到與BASE-R模式完全相同的工作模式

f. 等待block_lock,stat_rx_status等信號(hào)拉高，以太網(wǎng)IP最終完成了linkup

*具體AN/LT的步驟（包括狀態(tài)機(jī)）可以同時(shí)參考IEEE協(xié)議的定義

*以上這些IP標(biāo)志信號(hào)的命名，與以太網(wǎng)協(xié)議定義的AN/LT狀態(tài)機(jī)中狀態(tài)信號(hào)命名基本保持一致，方便客戶在協(xié)議中找到對(duì)應(yīng)的涵義

三．調(diào)試建議

當(dāng)你在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)法完成自協(xié)商時(shí)，可以分步來(lái)做調(diào)試；首先關(guān)閉兩端的AN/LT，以太網(wǎng)是否能完成link up，并且傳輸數(shù)據(jù)無(wú)誤碼；然后分別打開AN關(guān)閉LT，或者打開LT關(guān)閉AN，是否都能linkup，哪個(gè)失敗就具體調(diào)試哪個(gè)部分；最后全部使能，檢查link結(jié)果。

編輯：hfy