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一、TX 碼型發(fā)生器

除了FPGA TX過來的用戶數據，其內部還有一個碼型發(fā)生器模塊（TX PatternGenerator），其作用主要是生成測試序列，包括PRBS碼、快方波、慢方波、PCIE測試碼型等。

偽隨機二進制序列（PRBS）是一種專門用于測試高速信號完整性的測試碼。 PRBS 碼流具有 “隨機數據”特性，二進制“ 0 ”和“ 1 ”隨機出現(xiàn)，適用于高速串行通道中誤碼率BER(Bit ErrorRate)的測試。

PRBS碼是由線性反饋移位寄存器和異或電路組成，不同的PRBS生成多項式可以生成不同的碼型。PRBS 碼的周期長度與其階數有關，常用的階數有 7 、 9 、 11 、 15 、 20 、 23 、 31 ，也就是我們常說的 PRBS7 、 PRBS9 、 PRBS11 、 PRBS15 、 PRBS20 、 PRBS23 、 PRBS31 。其中PRBS31碼型多項式為：1+X28+X31，下圖是PRBS31碼型多項式框圖。

不同的PRBS碼型的最佳用途也有不同，這與不同種類的PRBS碼型的特性有關， PRBS碼型中有一個稱為Run Length的指標，它反應了PRBS碼型中最長的連續(xù)的“1”以及最長的連續(xù)的“0”的長度。PRBS7的碼流中最長的連續(xù)“1”為7個，最長的連續(xù)“0”為6個；PRBS15的碼流中最長的連續(xù)“1”為15個，最長的連續(xù)“0”為14個；PRBS23的碼流中最長的連續(xù)“1”為23個，最長的連續(xù)“0”為22個；PRBS31的碼流中最長的連續(xù)“1”為31個，最長的連續(xù)“0”為30個。

這里可以回顧一下高速收發(fā)器基礎知識（5）的信號完整性的內容，碼間串擾比較容易出現(xiàn)在低頻和高頻交接的地方，連續(xù)“1”或者連續(xù)“0”就是低頻，而接下來的數據跳變則是高頻。同時對于接收來說長時間的連續(xù)“1”或者連續(xù)“0”對于CDR來說也是一個挑戰(zhàn)。

對于PRBS7碼，一般用來測試8B/10B的收發(fā)器鏈路；因為PRBS7的碼流中最長的連續(xù)“1”為7個，最長的連續(xù)“0”為6個；而8B/10B編碼中最長的連續(xù)“1”為5，最長的連續(xù)“0”也是5；因此，相比8B/10B編碼，PRBS7可以產生的較低頻率的碼型。使用PRBS7作為驅動源，在同一信道上傳輸到接收端后得到眼圖和抖動，都比8B/10B編碼的作為驅動源時的結果稍差些。這樣，PRBS7作為8B/10B編碼的串行鏈路的測試碼型，留出了一定的設計余量。

對于PRBS31碼，一般用于測試非8B/10B編碼的線路，例如它是10G以太網的推薦測試碼型。10G以太網采用64B66B編碼，出現(xiàn)長時間的連續(xù)“1”以及連續(xù)“0”概率更大，因此需要使用PRBS31碼來測試。

下表中列出了模塊支持的四種PRBS碼型以及使用場景。

除了生成PRBS碼，該模塊根據內部數據位寬（TX_INT_DATAWIDTH）的設置支持生成16-UI、20-UI、32-UI和40-UI為一個周期的慢方波、支持生成2-UI為一個周期的快方波，以及PCIE測試碼型（PCIECompliance Pattern）。此外，支持錯誤插入（Error Insertions）功能以驗證鏈路連接以及抖動容限測試。功能框圖如下圖所示。

與碼型發(fā)生器相關的端口如下表所示。

二、發(fā)送緩沖器

TX緩沖器主要是為了解決XCLK和TXUSRCLK兩個時鐘域的相位差，盡管也可以通過旁路TX緩沖器而使用TX 相位對齊電路來解決相位差問題，但使用TX緩沖器使得操作更簡單，是被推薦使用的。與發(fā)送緩沖器相關的端口如下表所示。

當TXBUFSTATUS指示上溢或下溢時，應復位發(fā)送緩沖器?？赏ㄟ^使用GTTXRESET、TXPCSRRESET復位，或者當屬性TXBUF_REST_on_rate_change為TRUE時，GTX/GTH收發(fā)器內嵌的緩沖器復位來復位發(fā)送緩沖器。

使用TX緩沖器的缺點是TX緩沖器會帶來延遲，如果協(xié)議對于延遲的性能要求高，或者多個通道間的延遲抖動要求嚴格，則考慮使用TX相位對齊電路，使用TX相位對齊電路可以使得延遲更低且延遲是固定的，但需要耗費額外的邏輯和時鐘源上的限制，TX XCLK的時鐘來源是TXUSRCLK，而且TXOUTCLKSEL必須選擇GTX/GTH收發(fā)器參考時鐘作為TXOUTCLK源來驅動TXUSRCLK。 TX相位對齊電路需要與TX延遲對齊電路一起使用，有嚴格的時序要求，有需要的讀者可參閱用戶手冊，這里不再闡述。

三、極性反轉功能

如果PCB上TXP和TXN差分走線不小心弄反時，GTX/GTH收發(fā)器TX傳輸的差分數據就會顛倒，可以在串行化和傳輸之前反轉并行數據，以抵消差分對上的反轉極性，極性反轉（Polarity Inversion）功能作用于此，與極性反轉相關的端口如下表所示。