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Subsistema Ethernet que utiliza MAC 10G de baja latencia

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Directrices de implementación AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia

AN 795: Directrices de implementación para el subsistema Ethernet 10G que utiliza IP Intel FPGA® MAC 10G de baja latencia en dispositivos Intel® Arria® 10

Pautas de implementación para el subsistema Ethernet 10G utilizando IP FPGA Intel® MAC 10G de baja latencia en dispositivos Intel® Arria® 10

Las pautas de implementación le muestran cómo utilizar el controlador de acceso a medios (MAC) 10G de baja latencia y las IP PHY de Intel.
Figura 1. Sistema Intel® Arria® 10 Ethernet de baja latencia 10G MACPautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 1

Tabla 1. Diseños de MAC 10G Ethernet de baja latencia Intel® Arria® 10
Esta tabla enumera todos los diseños de Intel® Arria® 10 para Ethernet de baja latencia 10G MAC Intel FPGA IP.

Ex diseñoample Variante MAC Física Kit de desarrollo
Ethernet 10GBase-R 10G Física nativa Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Modo de registro 10GBase-R
Ethernet
10G Física nativa Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet XAUI 10G XAUI PHY FPGA Intel Arria 10 GX
Ethernet 1G / 10G 1G/10G Física 1G/10GbE y 10GBASE-KR Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet 1G/10G con 1588 1G/10G Física 1G/10GbE y 10GBASE-KR Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet de 10M/100M/1G/10G 10M/100M/1G/10G Física 1G/10GbE y 10GBASE-KR Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet de 10M/100M/1G/10G
con 1588
10M/100M/1G/10G Física 1G/10GbE y 10GBASE-KR Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet 1G / 2.5G 1G/2.5G 1G/2.5G/5G/10G
PHY Ethernet de velocidad múltiple
Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet 1G/2.5G con 1588 1G/2.5G 1G/2.5G/5G/10G
PHY Ethernet de velocidad múltiple
Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet de 1G/2.5G/10G 1G/2.5G/10G 1G/2.5G/5G/10G
PHY Ethernet de velocidad múltiple
Transceptor Intel Arria 10 GX SI
Ethernet 10G USXGMII 1G/2.5G/5G/10G (USXGMII) 1G/2.5G/5G/10G
PHY Ethernet de velocidad múltiple
Transceptor Intel Arria 10 GX SI

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1. Pautas de implementación para el subsistema Ethernet 10G que utiliza IP FPGA Intel® MAC 10G de baja latencia en dispositivos Intel® Arria® 10
683347 | 2020.10.28
Nota:
Puede acceder a todos los diseños enumerados a través del editor de parámetros IP Intel® FPGA MAC Intel® Quartus Prime de Ethernet de baja latencia 10G, excepto el diseño de referencia Ethernet XAUI. Puede obtener el diseño de referencia de XAUI Ethernet en Design Store.
Intel ofrece direcciones IP MAC y PHY independientes para los subsistemas Ethernet de velocidad múltiple de 10 M a 1 G para garantizar una implementación flexible. Puede crear una instancia de Ethernet 10G MAC Intel FPGA IP de baja latencia con PHY Ethernet de velocidad múltiple 1G/2.5G/5G/10G, PHY Intel Arria 10 1G/10GbE y 10GBASE-KR, o PHY XAUI y PHY nativo del transceptor Intel Arria 10 para atender diferentes requisitos de diseño.
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1.1. Ethernet de baja latencia 10G MAC y transceptor Intel Arria 10 IP nativas PHY Intel FPGA
Puede configurar el transceptor Intel Arria 10 Native PHY Intel FPGA IP para implementar 10GBASE-R PHY con la capa física específica de Ethernet ejecutándose a una velocidad de datos de 10.3125 Gbps como se define en la Cláusula 49 de la especificación IEEE 802.3-2008.
Esta configuración proporciona un XGMII a Ethernet de baja latencia 10G MAC Intel FPGA IP e implementa una PHY de un solo canal de 10.3 Gbps que proporciona una conexión directa a un módulo óptico SFP+ utilizando la especificación eléctrica SFI.
Intel ofrece dos diseños de subsistema Ethernet 10GBASE-R examparchivos y puede generar estos diseños dinámicamente utilizando el editor de parámetros IP Intel FPGA Ethernet 10G MAC de baja latencia. Los diseños admiten simulación funcional y pruebas de hardware en kits de desarrollo Intel designados.
Figura 2. Esquema de sincronización y restablecimiento para Ethernet de baja latencia 10G MAC y PHY nativa del transceptor Intel Arria 10 en un ejemplo de diseño 10GBASE-RejemploPautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 2

Figura 3. Esquema de sincronización y reinicio para Ethernet de baja latencia 10G MAC y PHY nativa del transceptor Intel Arria 10 en 10GBASE-R Design Examparchivo con registro Modo Habilitado 

Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 3

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1.2. Ethernet de baja latencia 10G MAC y XAUI PHY Intel FPGA IP
XAUI PHY Intel FPGA IP proporciona un XGMII a Ethernet de baja latencia 10G MAC Intel FPGA IP e implementa cuatro carriles cada uno a 3.125 Gbps en la interfaz PMD.
XAUI PHY es una implementación de capa física específica del enlace Ethernet de 10 Gigabit definido en la especificación IEEE 802.3ae-2008.
Puede obtener el diseño de referencia para el subsistema de 10 GbE implementado utilizando Ethernet de baja latencia 10G MAC y XAUI PHY Intel FPGA IP en Design Store. El diseño admite simulación funcional y pruebas de hardware en el kit de desarrollo Intel designado.
Figura 4. Esquema de sincronización y reinicio para el diseño de referencia de Ethernet 10G MAC y XAUI PHY de baja latencia Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 4

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1.3. Ethernet de baja latencia 10G MAC y 1G/10GbE y 10GBASEKR PHY Intel Arria 10 FPGA IP
El 1G/10GbE y 10GBASE-KR PHY Intel Arria 10 FPGA IP proporciona MII, GMII y XGMII a Ethernet 10G MAC Intel FPGA IP de baja latencia.
La FPGA IP Intel Arria 1 10G/10GbE y 10GBASE-KR PHY implementa una PHY serial de un solo canal de 10Mbps/100Mbps/1Gbps/10Gbps. Los diseños proporcionan una conexión directa a módulos enchufables SFP+ de doble velocidad de 1G/10GbE, dispositivos PHY externos de cobre de 10M–10GbE 10GBASE-T y 10M/100M/1G/10GbE 1000BASE-T o interfaces de chip a chip. Estos núcleos IP admiten velocidades de datos reconfigurables de 10 Mbps/100 Mbps/1 Gbps/10 Gbps.
Intel ofrece un diseño ex de velocidad dual 1G/10GbE y de múltiples velocidades 10Mb/100Mb/1Gb/10GbEamparchivos y puede generar estos diseños dinámicamente usando la Baja Latencia
Editor de parámetros IP Ethernet 10G MAC Intel FPGA. Los diseños admiten simulación funcional y pruebas de hardware en el kit de desarrollo Intel designado.
La implementación del subsistema Ethernet de varias velocidades utilizando el diseño IP FPGA Intel Arria 1 10G/10GbE o 10GBASE-KR PHY requiere restricciones SDC manuales para los relojes IP PHY internos y el manejo del cruce de dominios de reloj. Consulte altera_eth_top.sdc file en el diseño example para saber más sobre las restricciones SDC create_generated_clock, set_clock_groups y set_false_path requeridas.
Figura 5. Esquema de sincronización y reinicio para Ethernet 10G MAC de baja latencia e Intel Arria 10 1G/10GbE y 10GBASE-KR Design Examparchivo (modo 1G/10GbE)

Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 5

Figura 6. Esquema de sincronización y reinicio para Ethernet 10G MAC de baja latencia e Intel Arria 10 1G/10GbE y 10GBASE-KR Design Examparchivo (modo 10Mb/100Mb/1Gb/10GbE)

Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 7

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1.4. Ethernet de baja latencia 10G MAC y 1G/2.5G/5G/10G MultiRate Ethernet PHY Intel FPGA IP
El IP FPGA Intel PHY Ethernet de velocidad múltiple 1G/2.5G/5G/10G para dispositivos Intel Arria 10 proporciona GMII y XGMII al IP FPGA Intel MAC Intel 10G Ethernet de baja latencia.
La PHY Intel FPGA IP Ethernet de velocidad múltiple 1G/2.5G/5G/10G para dispositivos Intel Arria 10 implementa una PHY serial de un solo canal 1G/2.5G/5G/10Gbps. El diseño proporciona una conexión directa a módulos enchufables SFP+ de doble velocidad de 1G/2.5 GbE, dispositivos PHY externos de cobre MGBASE-T y NBASE-T o interfaces de chip a chip. Estas IP admiten velocidades de datos reconfigurables de 1G/2.5G/5G/10Gbps.
Intel ofrece MGBASE-T de 1G/2.5GbE de doble velocidad, MGBASE-T de 1G/2.5G/10GbE de múltiples velocidades y MGBASE-T de 1G/2.5G/5G/10GbE de múltiples velocidades.amparchivos y puede generar estos diseños dinámicamente utilizando el editor de parámetros IP Intel FPGA Ethernet 10G MAC de baja latencia. Los diseños admiten simulación funcional y pruebas de hardware en el kit de desarrollo Intel designado.
Figura 7. Esquema de sincronización y restablecimiento para Ethernet de baja latencia 10G MAC y 1G/2.5G/5G/10G Ethernet de velocidad múltiple PHY Design Examparchivo (modo 1G/2.5G)Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 8

Para implementaciones de subsistemas Ethernet MBASE-T de 1G/2.5GbE y 1G/2.5G/10GbE que utilizan IP FPGA Intel PHY Ethernet de múltiples velocidades 1G/2.5G/5G/10G, Intel recomienda copiar el módulo de reconfiguración del transceptor (alt_mge_rcfg_a10. sv) provisto del diseño example. Este módulo reconfigura la velocidad del canal transceptor de 1G a 2.5G, o a 10G, y viceversa.
La implementación del subsistema Ethernet MBASE-T de 1G/2.5GbE y 1G/2.5G/10GbE de múltiples velocidades también requiere restricciones SDC manuales para los relojes IP PHY internos.
y manejo de cruce de dominios de reloj. Consulte altera_eth_top.sdc file en el diseño example para saber más sobre las restricciones SDC create_generated_clock, set_clock_groups y set_false_path requeridas.
Figura 8. Esquema de sincronización y restablecimiento para Ethernet de baja latencia 10G MAC y 1G/2.5G/5G/10G Ethernet de velocidad múltiple PHY Design Examparchivo (modo MBASE-T 1G/2.5G/10GbE) Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 9Figura 9. Esquema de sincronización y restablecimiento para Ethernet de baja latencia 10G MAC y 1G/2.5G/5G/10G Ethernet de velocidad múltiple PHY Design Examparchivo (modo NBASE-T 1G/2.5G/5G/10GbE)Pautas de implementación Intel AN 795 para el subsistema Ethernet 10G que utiliza MAC 10G de baja latencia - figura 6

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1.5. Historial de revisión de documentos para AN 795: Directrices de implementación para el subsistema Ethernet 10G utilizando IP FPGA Intel 10G MAC de baja latencia en dispositivos Intel Arria 10

Versión del documento Cambios
2020.10.28 • Renombrado como Intel.
• Se cambió el nombre del documento a AN 795: Implementación de pautas para el subsistema Ethernet 10G utilizando IP FPGA Intel 10G MAC de baja latencia en dispositivos Intel Arria 10.
Fecha Versión Cambios
17 de febrero 2017.02.01 Lanzamiento inicial.

AN 795: Directrices de implementación para el subsistema Ethernet 10G que utiliza baja
Latencia 10G MAC Intel® FPGA IP en dispositivos Intel® Arria® 10

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