基于IBERT的GTX數(shù)據(jù)傳輸測試

概述

本文介紹一個FPGA開源項目：基于IBERT的GTX數(shù)據(jù)傳輸測試。IBERT是指誤碼率測試，在Vivado軟件中，IBERT 7 Series GTX IP核可用于對 Xilinx FPGA芯片的高速串行收發(fā)器（GTX）通信情況進(jìn)行板上測試。利用該IP核可以得到 GTX通信誤碼率，同時結(jié)合眼圖，有助于我們FPGA硬件的GTX通信穩(wěn)定性進(jìn)行驗證。

該項目對GTX收發(fā)器進(jìn)行外部自回環(huán)數(shù)據(jù)傳輸，也就是將同一對收發(fā)器的收發(fā)端口短接，通過對比收發(fā)的特定格式數(shù)據(jù)流得到誤碼率。文章未尾有該項目Vivado工程源碼獲取方式，希望小伙伴們點贊、分享、投個幣支持一下~

軟硬件平臺

軟件平臺 ：Vivado 2017.4;

硬件平臺 ：XC7A35TFTG256-1;

IBERT參數(shù)配置

千兆速率配置

千兆速率測試應(yīng)該選擇千兆以太網(wǎng) gigabit ethernet 測試協(xié)議；

該工程只測試SFP+接口的2組GTX，因此GTX Quad選擇 1 ；

GTX參考時鐘選擇 125****MHZ ；

本工程采用的FPGA板卡，與SFP+連接的GTX位于BANK12，所以選擇QUAD_112 使能 千兆以太網(wǎng) 協(xié)議；

125MHZ差分晶振與REFCLK1連接，因此參考時鐘選擇 MGTREFCLK1 112 ；

用戶時鐘源選擇其中一個通道即可；

IBERT內(nèi)部邏輯工作時鐘選擇GTX輸入的 125Mhz 時鐘即可，當(dāng)然也可以采用外部時鐘；

萬兆速率配置

萬兆速率測試選擇的協(xié)議為萬兆以太網(wǎng) tenGBASE-R ，參考時鐘選擇 156.25MHZ ；

其余設(shè)置與千兆速率一致；

由于SFP+接口位于BANK 12，所以在 QUAD_112 使能 萬兆以太網(wǎng)協(xié)議 ；

參考時鐘選擇 MGTREFCLK0 112 ；

同樣，將GTX輸入的 156.25MHZ 時鐘作為IBERT工作時鐘即可，不需要提供額外的外部時鐘；

功能測試

該Vivado工程基于Xilinx 提供的IBERT IP核對GTX光通信進(jìn)行了干兆以太網(wǎng)以及萬光以太網(wǎng)兩種速率下的測試，通過分析誤碼率以及眼圖情況驗證FPGA板卡GTX通信的穩(wěn)定性。

千兆速率測試

點擊 Serial I/O Links 窗口 Reset 按鈕，對IBERT進(jìn)行復(fù)位，可以看到Errors為0，表示誤碼率為0，GTX硬件工作穩(wěn)定；

同時，也可以修改測試數(shù)據(jù)類型，例如PRBS 23-bit等，但要讓收發(fā)數(shù)據(jù)類型一致，然后點擊Reset進(jìn)行復(fù)位；

另外，還可以通過眼圖觀察GTX信號完整性，千兆速率眼圖如下圖所示：

萬兆速率測試

誤碼率測試操作步驟和千兆一致，得到的眼圖和千兆速率測試有所不同，如下圖所示。萬兆速率下的眼圖藍(lán)色區(qū)域面積比千兆小，主要原因是萬兆速率下，信號頻率更高，在傳輸過程中損耗更大，上下沿變得更加平緩。