F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Design Bspample
Informationen zum F-Tile JESD204C Intel® FPGA IP Design Example Benutzerhandbuch
Dieses Benutzerhandbuch enthält die Funktionen, Nutzungsrichtlinien und eine detaillierte Beschreibung des DesignbeispielsampDateien für das F-Tile JESD204C Intel® FPGA IP mit Intel Agilex™ Geräten.
Zielgruppe
Dieses Dokument richtet sich an:
- Der Designarchitekt trifft die IP-Auswahl während der Designplanungsphase auf Systemebene
- Hardware-Designer bei der Integration des IP in ihr Design auf Systemebene
- Validierungsingenieure während der Simulation auf Systemebene und der Hardware-Validierungsphase
Zugehörige Dokumente
Die folgende Tabelle listet andere Referenzdokumente auf, die sich auf das F-Tile JESD204C Intel FPGA IP beziehen.
Tabelle 1. Zugehörige Dokumente
Referenz | Beschreibung |
F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Benutzerhandbuch | Stellt Informationen über die F-Tile JESD204C Intel FPGA IP bereit. |
F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Versionshinweise | Listet die Änderungen auf, die für die F-Tile JESD204C F-Tile JESD204C in einer bestimmten Version vorgenommen wurden. |
Intel Agilex Gerätedatenblatt | Dieses Dokument beschreibt die elektrischen Eigenschaften, Schalteigenschaften, Konfigurationsspezifikationen und das Timing für Intel Agilex-Geräte. |
Akronyme und Glossar
Tabelle 2. Akronymliste
Akronym | Erweiterung |
LEMC | Lokaler erweiterter Multiblock-Takt |
FC | Frame-Clock-Rate |
ADC | Analog-Digital-Wandler |
DAC | Digital-Analog-Wandler |
DSP | Digitaler Signalprozessor |
TX | Sender |
RX | Empfänger |
Akronym | Erweiterung |
DLL | Datenübertragungsebene |
CSR | Steuer- und Statusregister |
CRU | Uhr- und Reset-Einheit |
ISR | Serviceroutine unterbrechen |
FIFO | Zuerst rein, zuerst raus |
SERDES | Serializer Deserializer |
ECC | Fehlerkorrekturcode |
FEC | Forward Error Correction |
SERR | Einzelfehlererkennung (in ECC, korrigierbar) |
DERR | Doppelfehlererkennung (in ECC, fatal) |
PRBS | Pseudozufällige binäre Folge |
MAC | Media-Access-Controller. MAC umfasst Protokollunterschicht, Transportschicht und Datenverbindungsschicht. |
PHY | Physikalische Schicht. PHY umfasst typischerweise die physikalische Schicht, SERDES, Treiber, Empfänger und CDR. |
PCS | Physikalische Codierungs-Unterschicht |
PMA | Physische Mediumbefestigung |
RBD | RX-Pufferverzögerung |
UI | Einheitsintervall = Dauer des seriellen Bits |
RBD-Zählung | RX Buffer Delay späteste Lane-Ankunft |
RBD-Offset | Gelegenheit zur Freigabe der RX-Pufferverzögerung |
SH | Header synchronisieren |
TL | Transportschicht |
EMIB | Eingebettete Multi-Die-Verbindungsbrücke |
Tabelle 3. Glossarliste
Begriff | Beschreibung |
Konvertergerät | ADC- oder DAC-Wandler |
Logikgerät | FPGA oder ASIC |
Oktett | Eine Gruppe von 8 Bits, die als Eingang für den 64/66-Encoder und als Ausgang vom Decoder dient |
Knabbern | Ein Satz von 4 Bits, der die grundlegende Arbeitseinheit der JESD204C-Spezifikationen darstellt |
Block | Ein 66-Bit-Symbol, das durch das 64/66-Codierungsschema generiert wird |
Leitungsrate | Effektive Datenrate der seriellen Verbindung
Lane Line Rate = (Mx Sx N'x 66/64 x FC) / L |
Link-Uhr | Verbindungstakt = Lane-Line-Rate/66. |
Rahmen | Ein Satz aufeinanderfolgender Oktetts, in denen die Position jedes Oktetts durch Bezugnahme auf ein Rahmenausrichtungssignal identifiziert werden kann. |
Frame Clock | Ein Systemtakt, der mit der Frame-Rate läuft, das muss 1x und 2x Link-Takt sein. |
Begriff | Beschreibung |
Samples per frameclock | Samples pro Uhr, insgesamt sampDateien im Rahmentakt für das Konvertergerät. |
LEMC | Interner Takt, der verwendet wird, um die Grenze des erweiterten Multiblocks zwischen Bahnen und in die externen Referenzen (SYSREF oder Unterklasse 1) auszurichten. |
Unterklasse 0 | Keine Unterstützung für deterministische Latenz. Die Daten sollten sofort nach dem Deskew von Spur zu Spur auf dem Empfänger freigegeben werden. |
Unterklasse 1 | Deterministische Latenz mit SYSREF. |
Mehrpunktverbindung | Verbindungen zwischen Geräten mit 2 oder mehr Konvertergeräten. |
64B / 66B-Codierung | Leitungscode, der 64-Bit-Daten auf 66 Bit abbildet, um einen Block zu bilden. Die Datenstruktur auf Basisebene ist ein Block, der mit einem 2-Bit-Sync-Header beginnt. |
Tabelle 4. Symbole
Begriff | Beschreibung |
L | Anzahl der Spuren pro Umrichtergerät |
M | Anzahl der Konverter pro Gerät |
F | Anzahl der Oktette pro Frame auf einer einzelnen Spur |
S | Anzahl derampDateien, die pro einzelnem Konverter pro Rahmenzyklus übertragen werden |
N | Auflösung des Konverters |
N' | Gesamtzahl der Bits pro sampDatei im Nutzdatenformat |
CS | Anzahl Steuerbits pro Wandlung sample |
CF | Anzahl der Steuerworte pro Rahmentaktperiode pro Link |
HD | Benutzerdatenformat mit hoher Dichte |
E | Nummer des Multiblocks in einem erweiterten Multiblock |
F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Design Bspample Schnellstartanleitung
Das F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Design examples für Intel Agilex-Geräte verfügt über eine simulierende Testbench und ein Hardwaredesign, das Kompilierung und Hardwaretests unterstützt.
Sie können das F-Tile JESD204C-Design ex generierenampDateien über den IP-Katalog in der Intel Quartus® Prime Pro Edition-Software.
Abbildung 1. Entwicklung Stages für das Design Example
Design Bspampdas Blockdiagramm
Abbildung 2. F-Tile JESD204C Design Bspample Blockdiagramm auf hoher Ebene
Das Design zample besteht aus folgenden Modulen:
- Platform Designer-System
- F-Tile JESD204C Intel FPGA IP
- JTAG zur Avalon Master Bridge
- Paralleler I/O (PIO)-Controller
- Serial Port Interface (SPI) – Mastermodul – IOPLL
- SYSREF-Generator
- Example Design (ED) Kontrolle CSR
- Sequenzer zurücksetzen
- System-PLL
- Mustergenerator
- Musterprüfer
Tabelle 5. Design Bspample Module
Komponenten | Beschreibung |
Platform Designer-System | Das Platform Designer-System instanziiert den F-Tile JESD204C IP-Datenpfad und unterstützende Peripheriegeräte. |
F-Tile JESD204C Intel FPGA IP | Dieses Platform Designer-Subsystem enthält die TX- und RX-F-Tile-JESD204C-IPs, die zusammen mit dem Duplex-PHY instanziiert werden. |
JTAG zur Avalon Master Bridge | Diese Bridge bietet Systemkonsolen-Host-Zugriff auf die speicherabgebildete IP im Design über die JTAG Schnittstelle. |
Paralleler I/O (PIO)-Controller | Dieser Controller bietet eine speicherabgebildete Schnittstelle für sampling und Ansteuerung von Allzweck-E/A-Anschlüssen. |
SPI-Meister | Dieses Modul übernimmt die serielle Übertragung von Konfigurationsdaten an die SPI-Schnittstelle auf der Konverterseite. |
SYSREF-Generator | Der SYSREF-Generator verwendet den Link-Takt als Referenztakt und erzeugt SYSREF-Pulse für das F-Tile JESD204C IP.
Notiz: Dieses Design zample verwendet den SYSREF-Generator, um die Duplex-F-Tile-JESD204C-IP-Link-Initialisierung zu demonstrieren. In der F-Tile JESD204C Unterklasse 1 Anwendung auf Systemebene müssen Sie die SYSREF aus derselben Quelle wie die Geräteuhr generieren. |
IOPLL | Dieses Design zample verwendet einen IOPLL, um einen Benutzertakt zum Übertragen von Daten in das F-Tile JESD204C IP zu generieren. |
ED-Kontrolle CSR | Dieses Modul bietet SYSREF-Erkennungssteuerung und -status sowie Testmustersteuerung und -status. |
Sequenzer zurücksetzen | Dieses Design zample besteht aus 2 Reset-Sequenzern:
|
System-PLL | Primäre Taktquelle für die harte IP- und EMIB-Kreuzung der F-Kachel. |
Mustergenerator | Der Mustergenerator erzeugt ein PRBS oder ramp Muster. |
Musterprüfer | Der Musterprüfer verifiziert die PRBS oder ramp Muster empfangen und markiert einen Fehler, wenn es eine Nichtübereinstimmung von Daten s findetample. |
Softwareanforderungen
Intel verwendet die folgende Software, um das Design zu testen, zampDateien in einem Linux-System:
- Intel Quartus Prime Pro Edition-Software
- Questa*/ModelSim* oder VCS*/VCS MX-Simulator
Generieren des Designs
Um das Design zu generieren, zampDatei aus dem IP-Parameter-Editor:
- Erstellen Sie ein Projekt, das auf die Gerätefamilie Intel Agilex F-tile abzielt, und wählen Sie das gewünschte Gerät aus.
- Wählen Sie im IP-Katalog Tools ➤ IP-Katalog die Option F-Tile JESD204C Intel FPGA IP aus.
- Geben Sie einen Namen der obersten Ebene und den Ordner für Ihre benutzerdefinierte IP-Variation an. OK klicken. Der Parameter-Editor fügt die .ip-Datei der obersten Ebene hinzu file automatisch zum aktuellen Projekt. Wenn Sie aufgefordert werden, die .ip file zum Projekt hinzuzufügen, klicken Sie auf Projekt ➤ Hinzufügen/Entfernen Files in Project, um die hinzuzufügen file.
- Unter dem ExampAuf der Registerkarte Design geben Sie das Design an, zample-Parameter wie in Design Ex beschriebenample Parameter.
- Klicken Sie auf Bsp generierenample Design.
Die Software generiert alle Designs files in den Unterverzeichnissen. Diese files sind erforderlich, um Simulation und Kompilierung auszuführen.
Design Bspample Parameter
Der F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Parametereditor enthält die Example Design-Registerkarte, auf der Sie bestimmte Parameter angeben können, bevor Sie das Design generieren, zample.
Tabelle 6. Parameter im Bspample Design Tab
Parameter | Optionen | Beschreibung |
Design auswählen |
|
Wählen Sie die Systemkonsolensteuerung aus, um auf das Design-Ex zuzugreifenample-Datenpfad durch die Systemkonsole. |
Simulation | An aus | Schalten Sie die IP ein, um das Notwendige zu generieren files zum Simulieren des Designs example. |
Synthese | An aus | Schalten Sie die IP ein, um das Notwendige zu generieren files für Intel Quartus Prime Kompilierung und Hardwaredemonstration. |
HDL-Format (zur Simulation) |
|
Wählen Sie das HDL-Format der RTL aus files für Simulation. |
HDL-Format (zur Synthese) | Nur Verilog | Wählen Sie das HDL-Format der RTL aus files für die Synthese. |
Parameter | Optionen | Beschreibung |
Generieren Sie ein 3-Draht-SPI-Modul | An aus | Aktivieren Sie diese Option, um die 3-Draht-SPI-Schnittstelle anstelle der 4-Draht-Schnittstelle zu aktivieren. |
Sysref-Modus |
|
Wählen Sie aus, ob die SYSREF-Ausrichtung ein einmaliger Impulsmodus, periodisch oder lückenhaft periodisch sein soll, basierend auf Ihren Designanforderungen und Ihrer Timing-Flexibilität.
|
Brett auswählen | Keiner | Wählen Sie das Board für das Design ausample.
|
Testmuster |
|
Mustergenerator und Checker-Testmuster auswählen.
|
Internes serielles Loopback aktivieren | An aus | Wählen Sie internes serielles Loopback. |
Befehlskanal aktivieren | An aus | Befehlskanalmuster auswählen. |
Verzeichnisaufbau
Das F-Tile JESD204C Design example-Verzeichnisse enthalten generiert files für das Design examples.
Abbildung 3. Verzeichnisstruktur für F-Tile JESD204C Intel Agilex Design Example
Tabelle 7. Verzeichnis Files
Ordner | Files |
Hrsg./rtl |
|
Simulation/Mentor |
|
Simulation/Zusammenfassung |
|
Simulation des Designs Bspampdie Testbench
Das Design zampDie Testbench simuliert Ihr generiertes Design.
Abbildung 4. Verfahren
Um das Design zu simulieren, führen Sie die folgenden Schritte aus:
- Ändern Sie das Arbeitsverzeichnis inample_design_directory>/simulation/ .
- Führen Sie in der Befehlszeile das Simulationsskript aus. Die folgende Tabelle zeigt die Befehle zum Ausführen der unterstützten Simulatoren.
Simulator | Befehl |
Questa/ModelSim | vsim -do modelsim_sim.tcl |
vsim -c -do modelsim_sim.tcl (ohne Questa/ ModelSim GUI) | |
VCS | sh vcs_sim.sh |
VCSMX | sh vcsmx_sim.sh |
Die Simulation endet mit Meldungen, die angeben, ob der Lauf erfolgreich war oder nicht.
Abbildung 5. Erfolgreiche Simulation
Diese Abbildung zeigt die erfolgreiche Simulationsnachricht für den VCS-Simulator.
Kompilieren des Designs Bspample
Um die Compilation-only zu kompilieren, zampFühren Sie für das Projekt die folgenden Schritte aus:
- Zusammenstellungsdesign sicherstellen, zampDie Generierung ist abgeschlossen.
- Öffnen Sie in der Intel Quartus Prime Pro Edition-Software das Intel Quartus Prime Pro Edition-Projektample_ design_ directory>/ed/quartus.
- Klicken Sie im Menü Verarbeitung auf Kompilierung starten.
Ausführliche Beschreibung für das F-Tile JESD204C Design Example
Das F-Tile JESD204C Design example demonstriert die Funktionalität des Datenstreamings im Loopback-Modus.
Sie können die Parametereinstellungen Ihrer Wahl festlegen und das Design ex generierenample.
Das Design zample ist sowohl für die Basis- als auch für die PHY-Variante nur im Duplexmodus verfügbar. Sie können die Variante "Nur Basis" oder "Nur PHY" wählen, aber die IP würde das Design ex generierenample für Base und PHY.
Notiz: Bei einigen Konfigurationen mit hoher Datenrate kann das Timing fehlschlagen. Um Timing-Fehler zu vermeiden, sollten Sie in Betracht ziehen, einen niedrigeren Wert für den Frame-Clock-Frequenzmultiplikator (FCLK_MULP) auf der Registerkarte „Configurations“ des F-Tile JESD204C Intel FPGA-IP-Parameter-Editors anzugeben.
Systemkomponenten
Das F-Tile JESD204C Design example stellt einen softwarebasierten Kontrollfluss bereit, der die harte Steuereinheit mit oder ohne Systemkonsolenunterstützung verwendet.
Das Design zample ermöglicht eine automatische Verknüpfung im internen und externen Loopback-Modus.
JTAG zur Avalon Master Bridge
Der JTAG to Avalon Master Bridge stellt eine Verbindung zwischen dem Hostsystem bereit, um auf das speicherabgebildete F-Tile JESD204C IP und die peripheren IP-Steuerungs- und Statusregister über das JTAG Schnittstelle.
Abbildung 6. System mit JTAG zu Avalon Master Bridge Core
Notiz: Die Systemuhr muss mindestens doppelt so schnell sein wie die JTAG Uhr. Der Systemtakt ist mgmt_clk (100 MHz) in diesem Design zample.
Paralleler I/O (PIO) Kern
Der Parallel Input/Output (PIO)-Kern mit Avalon-Schnittstelle bietet eine speicherabgebildete Schnittstelle zwischen einem speicherabgebildeten Avalon-Slave-Port und Mehrzweck-E/A-Ports. Die E/A-Ports sind entweder mit der On-Chip-Benutzerlogik oder mit E/A-Pins verbunden, die mit Geräten außerhalb des FPGA verbunden sind.
Abbildung 7. PIO-Kern mit Eingangsports, Ausgangsports und IRQ-Unterstützung
Standardmäßig deaktiviert die Platform Designer-Komponente die Interrupt Service Line (IRQ).
Die PIO-I/O-Ports werden auf der obersten HDL-Ebene zugewiesen file (io_status für Eingangsports, io_control für Ausgangsports).
Die folgende Tabelle beschreibt die Signalkonnektivität für die Status- und Steuerungs-E/A-Ports mit dem DIP-Schalter und der LED am Entwicklungskit.
Tabelle 8. PIO-Core-I/O-Ports
Hafen | Bisschen | Signal |
Out_port | 0 | USER_LED SPI-Programmierung abgeschlossen |
31:1 | Reserviert | |
In_port | 0 | USER_DIP Interne serielle Loopback-Aktivierung Aus = 1 Ein = 0 |
1 | USER_DIP FPGA-generierte SYSREF-Aktivierung Aus = 1 Ein = 0 |
|
31:2 | Reserviert. |
SPI-Meister
Das SPI-Master-Modul ist eine Standardkomponente von Platform Designer in der IP-Katalog-Standardbibliothek. Dieses Modul verwendet das SPI-Protokoll, um die Konfiguration externer Konverter (zample, ADC, DAC und externe Taktgeneratoren) über einen strukturierten Registerraum innerhalb dieser Geräte.
Der SPI-Master verfügt über eine speicherabgebildete Avalon-Schnittstelle, die eine Verbindung zum Avalon-Master (JTAG zur Avalon-Master-Bridge) über die speicherabgebildete Verbindung von Avalon. Der SPI-Master erhält Konfigurationsanweisungen vom Avalon-Master.
Das SPI-Master-Modul steuert bis zu 32 unabhängige SPI-Slaves. Die SCLK-Baudrate ist auf 20 MHz (durch 5 teilbar) konfiguriert.
Dieses Modul ist für eine 4-Draht-Schnittstelle mit 24 Bit Breite konfiguriert. Wenn die Option 3-Draht-SPI-Modul generieren ausgewählt ist, wird ein zusätzliches Modul instanziiert, um den 4-Draht-Ausgang des SPI-Masters in 3-Draht umzuwandeln.
IOPLL
Die IOPLL erzeugt den Takt, der zum Erzeugen von frame_clk und link_clk erforderlich ist. Der Referenztakt zur PLL ist konfigurierbar, aber auf die Datenrate/Faktor 33 begrenzt.
- Für Design zample, die eine Datenrate von 24.33024 Gbps unterstützt, beträgt die Taktrate für frame_clk und link_clk 368.64 MHz.
- Für Design zample, die eine Datenrate von 32 Gbps unterstützt, beträgt die Taktrate für frame_clk und link_clk 484.848 MHz.
SYSREF-Generator
SYSREF ist ein kritisches Timing-Signal für Datenkonverter mit F-Tile JESD204C-Schnittstelle.
Der SYSREF-Generator im Design exampDie Datei wird nur für Demonstrationszwecke der Duplex-JESD204C-IP-Link-Initialisierung verwendet. In der JESD204C-Unterklasse-1-Anwendung auf Systemebene müssen Sie SYSREF aus derselben Quelle wie die Geräteuhr generieren.
Für das F-Tile JESD204C IP definiert der SYSREF-Multiplikator (SYSREF_MULP) des SYSREF-Steuerregisters die SYSREF-Periode, die ein n-ganzzahliges Vielfaches des E-Parameters ist.
Sie müssen sicherstellen, dass E*SYSREF_MULP ≤16 ist. Zum BspampBeispiel: Wenn E=1, muss die zulässige Einstellung für SYSREF_MULP zwischen 1 und 16 liegen, und wenn E=3, muss die zulässige Einstellung für SYSREF_MULP zwischen 1 und 5 liegen.
Notiz: Wenn Sie einen SYSREF_MULP außerhalb des zulässigen Bereichs setzen, fixiert der SYSREF-Generator die Einstellung auf SYSREF_MULP=1.
Sie können auswählen, ob der SYSREF-Typ ein einmaliger Impuls, periodisch oder lückenhaft periodisch durch Ex sein sollample Design-Registerkarte im F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Parametereditor.
Tabelle 9. ExampDateien des periodischen und lückenhaften periodischen SYSREF-Zählers
E | SYSREF_MULP | SYSREF-ZEITRAUM
(E*SYSREF_MULP* 32) |
Arbeitszyklus | Beschreibung |
1 | 1 | 32 | 1..31 (Programmierbar) |
Lückenhaft periodisch |
1 | 1 | 32 | 16 (Behoben) |
Periodisch |
1 | 2 | 64 | 1..63 (Programmierbar) |
Lückenhaft periodisch |
1 | 2 | 64 | 32 (Behoben) |
Periodisch |
1 | 16 | 512 | 1..511 (Programmierbar) |
Lückenhaft periodisch |
1 | 16 | 512 | 256 (Behoben) |
Periodisch |
2 | 3 | 19 | 1..191 (Programmierbar) |
Lückenhaft periodisch |
2 | 3 | 192 | 96 (Behoben) |
Periodisch |
2 | 8 | 512 | 1..511 (Programmierbar) |
Lückenhaft periodisch |
2 | 8 | 512 | 256 (Behoben) |
Periodisch |
2 | 9 (Illegal) |
64 | 32 (Behoben) |
Lückenhaft periodisch |
2 | 9 (Illegal) |
64 | 32 (Behoben) |
Periodisch |
Tabelle 10. SYSREF-Steuerregister
Sie können die SYSREF-Steuerregister dynamisch neu konfigurieren, wenn die Registereinstellung von der Einstellung abweicht, die Sie bei der Generierung des Musterbeispiels angegeben habenample. Konfigurieren Sie die SYSREF-Register, bevor die F-Tile JESD204C Intel FPGA IP nicht mehr zurückgesetzt wird. Wenn Sie den externen SYSREF-Generator über die auswählen
sysref_ctrl[7]-Registerbit können Sie die Einstellungen für SYSREF-Typ, Multiplikator, Arbeitszyklus und Phase ignorieren.
Gebisse | Standardwert | Beschreibung |
sysref_ctrl[1:0] |
|
SYSREF-Typ.
Der Standardwert hängt von der SYSREF-Moduseinstellung in der ab Exampdas Design Registerkarte im F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Parametereditor. |
sysref_ctrl[6:2] | 5'b00001 | SYSREF-Multiplikator.
Dieses SYSREF_MULP-Feld ist auf den periodischen und periodischen SYSREF-Typ anwendbar. Sie müssen den Multiplikatorwert konfigurieren, um sicherzustellen, dass der E*SYSREF_MULP-Wert zwischen 1 und 16 liegt, bevor die F-Tile JESD204C IP nicht mehr zurückgesetzt wird. Wenn der E*SYSREF_MULP-Wert außerhalb dieses Bereichs liegt, wird der Multiplikatorwert standardmäßig auf 5'b00001 gesetzt. |
sysref_ctrl[7] |
|
SYSREF auswählen.
Der Standardwert hängt von der Datenpfadeinstellung im Ex abample Design-Registerkarte im F-Tile JESD204C Intel FPGA IP-Parametereditor.
|
sysref_ctrl[16:8] | 9'h0 | SYSREF-Arbeitszyklus, wenn der SYSREF-Typ periodisch oder lückenhaft periodisch ist.
Sie müssen den Arbeitszyklus konfigurieren, bevor das F-Tile JESD204C IP nicht mehr zurückgesetzt wird. Maximalwert = (E*SYSREF_MULP*32)-1 zampauf: 50 % Einschaltdauer = (E*SYSREF_MULP*32)/2 Das Tastverhältnis beträgt standardmäßig 50 %, wenn Sie dieses Registerfeld nicht konfigurieren oder wenn Sie das Registerfeld auf 0 oder mehr als den maximal zulässigen Wert konfigurieren. |
sysref_ctrl[17] | 1'b0 | Manuelle Steuerung, wenn der SYSREF-Typ einmalig ist.
Sie müssen eine 1 und dann eine 0 schreiben, um einen SYSREF-Impuls im One-Shot-Modus zu erzeugen. |
sysref_ctrl[31:18] | 22'h0 | Reserviert. |
Sequenzer zurücksetzen
Dieses Design zample besteht aus zwei Reset-Sequenzern:
- Reset Sequence 0 – Verarbeitet das Zurücksetzen auf TX/RX Avalon Streaming Domain, Avalon Memory-Mapped Domain, Core PLL, TX PHY, TX Core und SYSREF Generator.
- Reset Sequence 1 – Verarbeitet das Zurücksetzen auf RX PHY und RX Core.
3-Draht-SPI
Dieses Modul ist optional, um die SPI-Schnittstelle auf 3-Draht umzuwandeln.
System-PLL
F-tile hat drei integrierte System-PLLs. Diese System-PLLs sind die primäre Taktquelle für Hard-IP (MAC, PCS und FEC) und EMIB-Crossing. Das heißt, wenn Sie den System-PLL-Taktungsmodus verwenden, werden die Blöcke nicht vom PMA-Takt getaktet und hängen nicht von einem Takt ab, der vom FPGA-Kern kommt. Jede System-PLL erzeugt nur den einer Frequenzschnittstelle zugeordneten Takt. Zum Bspampie benötigen Sie zwei System-PLLs, um eine Schnittstelle mit 1 GHz und eine Schnittstelle mit 500 MHz zu betreiben. Durch die Verwendung einer System-PLL können Sie jede Fahrspur unabhängig voneinander nutzen, ohne dass eine Änderung der Fahrspuruhr eine benachbarte Fahrspur beeinflusst.
Jede System-PLL kann einen von acht FGT-Referenztakten verwenden. System-PLLs können sich einen Referenztakt teilen oder unterschiedliche Referenztakte haben. Jede Schnittstelle kann auswählen, welche System-PLL sie verwendet, aber wenn sie einmal ausgewählt ist, ist sie festgelegt und nicht unter Verwendung dynamischer Rekonfiguration rekonfigurierbar.
Zugehörige Informationen
F-Kachel-Architektur und PMA und FEC Direct PHY IP User Guide
Weitere Informationen zum System-PLL-Taktungsmodus in Intel Agilex F-Kachel-Geräten.
Mustergenerator und Checker
Der Mustergenerator und der Checker sind nützlich, um Daten zu erstellenampDateien und Überwachung zu Testzwecken.
Tabelle 11. Unterstützter Mustergenerator
Mustergenerator | Beschreibung |
PRBS-Mustergenerator | Das F-Tile JESD204C Design exampDer PRBS-Mustergenerator unterstützt den folgenden Grad an Polynomen:
|
Ramp Mustergenerator | Das ramp Der Musterwert wird für jedes weitere s um 1 erhöhtample mit der Generatorbreite von N, und geht auf 0 über, wenn alle Bits in der sampIch bin 1.
Aktivieren Sie das ramp Mustergenerator durch Schreiben einer 1 in Bit 2 des tst_ctl-Registers des ED-Steuerblocks. |
Befehlskanal ramp Mustergenerator | Das F-Tile JESD204C Design example unterstützt den Befehlskanal ramp Mustergenerator pro Bahn. Das ramp Musterwert erhöht sich um 1 pro 6 Bits von Befehlswörtern.
Der Startwert ist ein Inkrementmuster über alle Bahnen. |
Tabelle 12. Unterstützter Musterprüfer
Musterprüfer | Beschreibung |
PRBS-Musterprüfer | Der Scrambling Seed im Pattern Checker ist selbstsynchronisiert, wenn der F-Tile JESD204C IP eine Deskew-Ausrichtung erreicht. Der Musterprüfer benötigt 8 Oktetts für die Selbstsynchronisation des Scrambling-Seeds. |
Ramp Musterprüfer | Die ersten gültigen Daten sample für jeden Konverter (M) wird als Anfangswert von r geladenamp Muster. Folgedaten samples-Werte müssen in jedem Taktzyklus um 1 bis zum Maximum steigen und dann auf 0 übergehen. |
Musterprüfer | Beschreibung |
Zum Beispielample, wenn S = 1, N = 16 und WIDTH_MULP = 2, ist die Datenbreite pro Konverter S * WIDTH_MULP * N = 32. Die maximalen Daten sampDer Dateiwert ist 0xFFFF. Das ramp Der Musterprüfer überprüft, ob von allen Konvertern identische Muster empfangen werden. | |
Befehlskanal ramp Musterprüfer | Das F-Tile JESD204C Design example unterstützt den Befehlskanal ramp Musterprüfer. Als Initialwert wird das erste empfangene Befehlswort (6 Bit) geladen. Nachfolgende Befehlswörter in der gleichen Bahn müssen bis zu 0x3F inkrementieren und auf 0x00 übergehen.
Der Befehlskanal ramp Musterprüfer prüft auf ramp Muster über alle Fahrspuren. |
F-Tile JESD204C TX und RX IP
Dieses Design zample ermöglicht es Ihnen, jeden TX/RX im Simplex- oder Duplexmodus zu konfigurieren.
Duplex-Konfigurationen ermöglichen die Demonstration der IP-Funktionalität mit entweder internem oder externem seriellem Loopback. CSRs innerhalb des IP sind nicht wegoptimiert, um eine IP-Steuerung und Statusbeobachtung zu ermöglichen.
F-Kachel JESD204C Design Bspample Uhr und Zurücksetzen
Das F-Tile JESD204C Design example hat eine Reihe von Clock- und Reset-Signalen.
Tabelle 13.Design Bspample Uhren
Taktsignal | Richtung | Beschreibung |
mgmt_clk | Eingang | LVDS-Differenztakt mit einer Frequenz von 100 MHz. |
refclk_xcvr | Eingang | Transceiver-Referenztakt mit Frequenz der Datenrate/Faktor 33. |
refclk_core | Eingang | Core-Referenztakt mit der gleichen Frequenz wie
refclk_xcvr. |
in_sysref | Eingang | SYSREF-Signal.
Die maximale SYSREF-Frequenz ist die Datenrate/(66x32xE). |
sysref_out | Ausgabe | |
txlink_clk rxlink_clk | Intern | TX- und RX-Verbindungstakt mit einer Frequenz von Datenrate/66. |
txframe_clk rxframe_clk | Intern |
|
tx_fclk rx_fclk | Intern |
|
spi_SCLK | Ausgabe | SPI-Baudratentakt mit einer Frequenz von 20 MHz. |
Wenn Sie das Design laden, zample in ein FPGA-Gerät stellt ein internes ninit_done-Ereignis sicher, dass die JTAG to Avalon Master Bridge ist ebenso zurückgesetzt wie alle anderen Blöcke.
Der SYSREF-Generator hat seinen unabhängigen Reset, um eine absichtliche asynchrone Beziehung für die txlink_clk- und rxlink_clk-Takte einzufügen. Dieses Verfahren ist umfassender bei der Emulation des SYSREF-Signals von einem externen Taktchip.
Tabelle 14. Design Bspample Zurücksetzen
Signal zurücksetzen | Richtung | Beschreibung |
global_rst_n | Eingang | Globales Zurücksetzen per Knopfdruck für alle Blöcke außer JTAG zur Avalon Master Bridge. |
ninit_done | Intern | Ausgabe von Reset Release IP für die JTAG zur Avalon Master Bridge. |
edctl_rst_n | Intern | Der ED-Steuerblock wird von J zurückgesetztTAG zur Avalon Master Bridge. Die Ports hw_rst und global_rst_n setzen den ED-Steuerblock nicht zurück. |
hw_rst | Intern | Aktivieren und deaktivieren Sie hw_rst, indem Sie in das rst_ctl-Register des ED-Steuerblocks schreiben. mgmt_rst_in_n macht geltend, wenn hw_rst geltend gemacht wird. |
mgmt_rst_in_n | Intern | Reset for Avalon Memory-Mapped Interfaces verschiedener IPs und Inputs von Reset-Sequencern:
|
sysref_rst_n | Intern | Zurücksetzen für den SYSREF-Generatorblock im ED-Steuerblock unter Verwendung des Reset-Sequenzer 0 reset_out2-Ports. Der Reset-Sequenzer 0 reset_out2-Port deaktiviert das Reset, wenn die Kern-PLL verriegelt ist. |
core_pll_rst | Intern | Setzt die Kern-PLL über den Port reset_out0 des Reset-Sequenzers 0 zurück. Die Kern-PLL wird zurückgesetzt, wenn mgmt_rst_in_n reset bestätigt wird. |
j204c_tx_avs_rst_n | Intern | Setzt die speicherabgebildete F-Tile-JESD204C-TX-Avalon-Schnittstelle über den Reset-Sequenzer 0 zurück. Die speicherabgebildete TX-Avalon-Schnittstelle wird aktiviert, wenn mgmt_rst_in_n aktiviert wird. |
j204c_rx_avs_rst_n | Intern | Setzt die speicherabgebildete F-Tile-JESD204C-TX-Avalon-Schnittstelle über den Rücksetzsequenzer 1 zurück. Die speicherabgebildete RX-Avalon-Schnittstelle wird aktiviert, wenn mgmt_rst_in_n aktiviert wird. |
j204c_tx_rst_n | Intern | Setzt die F-Tile JESD204C TX Verbindungs- und Transportschichten in den Domänen txlink_clk und txframe_clk zurück.
Der Reset-Sequenzer 0 reset_out5-Port setzt j204c_tx_rst_n zurück. Dieses Zurücksetzen wird deaktiviert, wenn die Kern-PLL verriegelt ist, und die Signale tx_pma_ready und tx_ready werden aktiviert. |
j204c_rx_rst_n | Intern | Setzt die F-Tile JESD204C RX-Verbindungs- und Transportschichten in den Domänen rxlink_clk und rxframe_clk zurück. |
Signal zurücksetzen | Richtung | Beschreibung |
Der reset_out1-Port des Reset-Sequenzers 4 setzt j204c_rx_rst_n zurück. Dieses Zurücksetzen wird deaktiviert, wenn die Kern-PLL verriegelt ist, und die Signale rx_pma_ready und rx_ready werden aktiviert. | ||
j204c_tx_rst_ack_n | Intern | Setzen Sie das Handshake-Signal mit j204c_tx_rst_n zurück. |
j204c_rx_rst_ack_n | Intern | Setzen Sie das Handshake-Signal mit j204c_rx_rst_n zurück. |
Abbildung 8. Zeitdiagramm für das Design Example Zurücksetzen
F-Kachel JESD204C Design Bspample Signale
Tabelle 15. Systemschnittstellensignale
Signal | Richtung | Beschreibung |
Uhren und Resets | ||
mgmt_clk | Eingang | 100-MHz-Takt für die Systemverwaltung. |
refclk_xcvr | Eingang | Referenztakt für F-tile UX QUAD und System PLL. Entspricht Datenrate/Faktor 33. |
refclk_core | Eingang | Core-PLL-Referenztakt. Wendet dieselbe Taktfrequenz wie refclk_xcvr an. |
in_sysref | Eingang | SYSREF-Signal vom externen SYSREF-Generator für die JESD204C-Unterklasse-1-Implementierung. |
sysref_out | Ausgabe | SYSREF-Signal für die JESD204C-Implementierung der Unterklasse 1, generiert durch das FPGA-Gerät für Design-Bspample Link-Initialisierungszweck nur. |
Signal | Richtung | Beschreibung |
SPI | ||
spi_SS_n[2:0] | Ausgabe | Aktiv niedrig, SPI-Slave-Auswahlsignal. |
spi_SCLK | Ausgabe | Serielle SPI-Uhr. |
spi_sdio | Eingabe/Ausgabe | Daten vom Master zum externen Slave ausgeben. Eingangsdaten vom externen Slave zum Master. |
Signal | Richtung | Beschreibung |
Notiz:Wenn die Option 3-Draht-SPI-Modul generieren aktiviert ist. | ||
spi_MISO
Notiz: Wenn die Option 3-Draht-SPI-Modul generieren nicht aktiviert ist. |
Eingang | Eingangsdaten vom externen Slave zum SPI-Master. |
spi_MOSI
Notiz: Wenn die Option 3-Draht-SPI-Modul generieren nicht aktiviert ist. |
Ausgabe | Daten vom SPI-Master an den externen Slave ausgeben. |
Signal | Richtung | Beschreibung |
ADC / DAC | ||
tx_serial_data[LINK*L-1:0] |
Ausgabe |
Differenzielle serielle Hochgeschwindigkeits-Ausgangsdaten zum DAC. Der Takt ist in den seriellen Datenstrom eingebettet. |
tx_serial_data_n[LINK*L-1:0] | ||
rx_serial_data[LINK*L-1:0] |
Eingang |
Differenzielle serielle Hochgeschwindigkeits-Eingangsdaten vom ADC. Der Takt wird aus dem seriellen Datenstrom zurückgewonnen. |
rx_serial_data_n[LINK*L-1:0] |
Signal | Richtung | Beschreibung |
Allgemeine E/A | ||
user_led[3:0] |
Ausgabe |
Zeigt den Status für die folgenden Bedingungen an:
|
user_dip[3:0] | Eingang | Benutzermodus DIP-Schalter Eingang:
|
Signal | Richtung | Beschreibung |
Out-of-Band (OOB) und Status | ||
rx_patchk_data_error[LINK-1:0] | Ausgabe | Wenn dieses Signal aktiviert wird, zeigt es an, dass der Musterprüfer einen Fehler erkannt hat. |
rx_link_error[LINK-1:0] | Ausgabe | Wenn dieses Signal aktiviert wird, zeigt es an, dass JESD204C RX IP einen Interrupt aktiviert hat. |
tx_link_error[LINK-1:0] | Ausgabe | Wenn dieses Signal geltend gemacht wird, zeigt es an, dass JESD204C TX IP eine Unterbrechung geltend gemacht hat. |
emb_lock_out | Ausgabe | Wenn dieses Signal aktiviert wird, zeigt es an, dass JESD204C RX IP die EMB-Sperre erreicht hat. |
sh_lock_out | Ausgabe | Wenn dieses Signal aktiviert wird, zeigt es an, dass der JESD204C-RX-IP-Sync-Header gesperrt ist. |
Signal | Richtung | Beschreibung |
Avalon-Streaming | ||
rx_avst_valid[LINK-1:0] | Eingang | Zeigt an, ob der Konverter sampDateidaten an die Anwendungsschicht sind gültig oder ungültig.
|
rx_avst_data[(TOTAL_SAMPLE*N)-1:0
] |
Eingang | Konverter sample Daten an die Anwendungsschicht. |
F-Kachel JESD204C Design Bspample Steuerregister
Das F-Tile JESD204C Design exampDateiregister im ED-Steuerblock verwenden Byte-Adressierung (32 Bit).
Tabelle 16. Design Bspample Adresskarte
Diese 32-Bit-ED-Steuerblockregister befinden sich in der mgmt_clk-Domäne.
Komponente | Adresse |
F-Kachel JESD204C TX IP | 0x000C_0000 – 0x000C_03FF |
F-Kachel JESD204C RX IP | 0x000D_0000 – 0x000D_03FF |
SPI-Steuerung | 0x0102_0000 – 0x0102_001F |
PIO-Steuerung | 0x0102_0020 – 0x0102_002F |
PIO-Status | 0x0102_0040 – 0x0102_004F |
Sequenzer 0 zurücksetzen | 0x0102_0100 – 0x0102_01FF |
Sequenzer 1 zurücksetzen | 0x0102_0200 – 0x0102_02FF |
ED-Kontrolle | 0x0102_0400 – 0x0102_04FF |
F-Tile JESD204C IP-Transceiver PHY Rekonfigur | 0x0200_0000 – 0x023F_FFFF |
Tabelle 17. Zugriffstyp und Definition registrieren
Diese Tabelle beschreibt den Registerzugriffstyp für Intel FPGA-IPs.
Zugriffstyp | Definition |
RO/V | Software schreibgeschützt (keine Auswirkung auf Schreiben). Der Wert kann variieren. |
RW |
|
RW1C |
|
Tabelle 18. Adresszuordnung der ED-Steuerung
Versatz | Registername |
0 x 00 | erste_ctl |
0 x 04 | rst_sts0 |
Fortsetzung… |
Versatz | Registername |
0 x 10 | rst_sts_detected0 |
0 x 40 | sysref_ctl |
0 x 44 | sysref_sts |
0 x 80 | tst_ctl |
0x8c | tst_err0 |
Tabelle 19. Steuer- und Statusregister des ED-Steuerblocks
Byte Versatz | Registrieren | Name | Zugang | Zurücksetzen | Beschreibung |
0 x 00 | erste_ctl | rst_assert | RW | 0 x 0 | Steuerung zurücksetzen. [0]: Schreiben Sie 1, um einen Reset zu aktivieren. (hw_rst) Schreiben Sie erneut 0, um das Zurücksetzen zu deaktivieren. [31:1]: Reserviert. |
0 x 04 | rst_sts0 | erster_status | RO/V | 0 x 0 | Status zurücksetzen. [0]: Kern-PLL-Sperrstatus. [31:1]: Reserviert. |
0 x 10 | rst_sts_dete cted0 | rst_sts_set | RW1C | 0 x 0 | SYSREF-Kantenerkennungsstatus für den internen oder externen SYSREF-Generator. [0]: Wert 1 Zeigt an, dass eine steigende SYSREF-Flanke für den Unterklasse-1-Vorgang erkannt wurde. Die Software schreibt möglicherweise 1, um dieses Bit zu löschen und eine neue SYSREF-Kantenerkennung zu ermöglichen. [31:1]: Reserviert. |
0 x 40 | sysref_ctl | sysref_control | RW | Duplex-Datenpfad
|
SYSREF-Steuerung.
Siehe Tabelle 10 auf Seite 17 für weitere Informationen über die Verwendung dieses Registers. |
Periodisch: | Notiz: Der Reset-Wert ist abhängig von | ||||
0 x 00081 | der SYSREF-Typ und F-Tile | ||||
Gapped-periodisch: | JESD204C IP-Datenpfad-Parametereinstellungen. | ||||
0 x 00082 | |||||
TX- oder RX-Daten | |||||
Weg | |||||
One-Shot: | |||||
0 x 00000 | |||||
Periodisch: | |||||
0 x 00001 | |||||
Lücken- | |||||
periodisch: | |||||
0 x 00002 | |||||
0 x 44 | sysref_sts | sysref_status | RO/V | 0 x 0 | SYSREF-Status. Dieses Register enthält die letzten SYSREF-Perioden- und Arbeitszykluseinstellungen des internen SYSREF-Generators.
Siehe Tabelle 9 auf Seite 16 für den legalen Wert der SYSREF-Periode und des Arbeitszyklus. |
Fortsetzung… |
Byte Versatz | Registrieren | Name | Zugang | Zurücksetzen | Beschreibung |
[8:0]: SYSREF-Periode.
|
|||||
0 x 80 | tst_ctl | tst_control | RW | 0 x 0 | Testkontrolle. Verwenden Sie dieses Register, um verschiedene Testmuster für den Mustergenerator und den Prüfer zu aktivieren. [1:0] = Reserviertes Feld [2] = ramp_test_ctl
|
0x8c | tst_err0 | tst_error | RW1C | 0 x 0 | Fehlerflag für Link 0. Wenn das Bit 1'b1 ist, ist ein Fehler aufgetreten. Beheben Sie den Fehler, bevor Sie 1'b1 in das entsprechende Bit schreiben, um das Fehlerflag zu löschen. [0] = Musterprüffehler [1] = tx_link_error [2] = rx_link_error [3] = Befehlsmusterprüffehler [31:4]: Reserviert. |
Dokument-Revisionsverlauf für das F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Design Example Benutzerhandbuch
Dokumentversion | Intel Quartus Prime-Version | IP-Version | Änderungen |
2021.10.11 | 21.3 | 1.0.0 | Erstveröffentlichung. |
Dokumente / Ressourcen
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Intel F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Design Bspample [pdf] Benutzerhandbuch F-Tile JESD204C Intel FPGA IP Design Bspample, F-Tile JESD204C, Intel FPGA IP Design Example, IP-Design-Example, Design Bspample |