概述
本文介绍一个FPGA开源项目:基于IBERT的GTX数据传输测试。IBERT是指误码率测试,在Vivado软件中,IBERT 7 Series GTX IP核可用于对 Xilinx FPGA芯片的高速串行收发器(GTX)通信情况进行板上测试。利用该IP核可以得到 GTX通信误码率,同时结合眼图,有助于我们FPGA硬件的GTX通信稳定性进行验证。
该项目对GTX收发器进行外部自回环数据传输,也就是将同一对收发器的收发端口短接,通过对比收发的特定格式数据流得到误码率。文章未尾有该项目Vivado工程源码获取方式,希望小伙伴们点赞、分享、投个币支持一下~
软硬件平台
软件平台 :Vivado 2017.4;
硬件平台 :XC7A35TFTG256-1;
IBERT参数配置
千兆速率配置
千兆速率测试应该选择千兆以太网 gigabit ethernet 测试协议;
该工程只测试SFP+接口的2组GTX,因此GTX Quad选择 1 ;
GTX参考时钟选择 125****MHZ ;
本工程采用的FPGA板卡,与SFP+连接的GTX位于BANK12,所以选择QUAD_112 使能 千兆以太网 协议;
125MHZ差分晶振与REFCLK1连接,因此参考时钟选择 MGTREFCLK1 112 ;
用户时钟源选择其中一个通道即可;
IBERT内部逻辑工作时钟选择GTX输入的 125Mhz 时钟即可,当然也可以采用外部时钟;
万兆速率配置
万兆速率测试选择的协议为万兆以太网 tenGBASE-R ,参考时钟选择 156.25MHZ ;
其余设置与千兆速率一致;
由于SFP+接口位于BANK 12,所以在 QUAD_112 使能 万兆以太网协议 ;
参考时钟选择 MGTREFCLK0 112 ;
同样,将GTX输入的 156.25MHZ 时钟作为IBERT工作时钟即可,不需要提供额外的外部时钟;
功能测试
该Vivado工程基于Xilinx 提供的IBERT IP核对GTX光通信进行了干兆以太网以及万光以太网两种速率下的测试,通过分析误码率以及眼图情况验证FPGA板卡GTX通信的稳定性。
千兆速率测试
点击 Serial I/O Links 窗口 Reset 按钮,对IBERT进行复位,可以看到Errors为0,表示误码率为0,GTX硬件工作稳定;
同时,也可以修改测试数据类型,例如PRBS 23-bit等,但要让收发数据类型一致,然后点击Reset进行复位;
另外,还可以通过眼图观察GTX信号完整性,千兆速率眼图如下图所示:
万兆速率测试
误码率测试操作步骤和千兆一致,得到的眼图和千兆速率测试有所不同,如下图所示。万兆速率下的眼图蓝色区域面积比千兆小,主要原因是万兆速率下,信号频率更高,在传输过程中损耗更大,上下沿变得更加平缓。
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