รายงานการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE ADC
ข้อมูลสินค้า
ผลิตภัณฑ์ที่กล่าวถึงในคู่มือผู้ใช้คือ JESD204C Intel FPGA IP ซึ่งเป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่ใช้ร่วมกับ Intel Agilex I-Series F-Tile Demo Board และ ADI AD9081-FMCA-EBZ EVM IP ถูกสร้างขึ้นในโหมดดูเพล็กซ์ แต่จะใช้เฉพาะเส้นทางตัวรับเท่านั้น โดยจะสร้างสัญญาณนาฬิกาลิงก์ 375 MHz และสัญญาณนาฬิกาเฟรม 375 MHz การตั้งค่าฮาร์ดแวร์สำหรับการทดสอบการทำงานร่วมกันของ ADC แสดงอยู่ในรูปที่ 1 IP ต้องใช้ SYSREF ที่เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาซึ่งเป็นแหล่งที่มาของสัญญาณนาฬิกาอุปกรณ์ IP JESD204C Intel FPGA
คำแนะนำการใช้ผลิตภัณฑ์
การตั้งค่าฮาร์ดแวร์
หากต้องการตั้งค่าฮาร์ดแวร์สำหรับใช้ JESD204C Intel FPGA IP ให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้:
- เชื่อมต่อ ADI AD9081-FMCA-EBZ EVM เข้ากับขั้วต่อ FMC+ ของ Intel Agilex I-Series F-Tile Demo Board
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณ SYSREF นั้นมาจากเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาที่เป็นแหล่งสัญญาณนาฬิกาของอุปกรณ์ IP ของ Intel FPGA JESD204C
คำอธิบายระบบ
ไดอะแกรมระดับระบบแสดงวิธีการเชื่อมต่อโมดูลต่างๆ ในการออกแบบนี้ ไดอะแกรมนี้ประกอบด้วย Intel Agilex-I F-tile Demo Board, Intel Agilex F-tile Device, Top-Level RTL, Platform Designer System, Pattern Generator, Pattern Checker, F-Tile JESD204C Duplex IP Core และนาฬิกาและอินเทอร์เฟซต่างๆ
วิธีการทำงานร่วมกัน
ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลตัวรับ
พื้นที่ทดสอบนี้ครอบคลุมกรณีทดสอบสำหรับการจัดตำแหน่งส่วนหัวการซิงค์ (SHA) และการจัดตำแหน่งมัลติบล็อกขยาย (EMBA) JESD204C Intel FPGA IP อ่านรีจิสเตอร์จากเลเยอร์ลิงก์ข้อมูลระหว่างการทดสอบ เขียนลงในบันทึก fileและตรวจสอบว่าผ่านเกณฑ์หรือไม่โดยใช้สคริปต์ TCL
รายงานการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel® FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE* ADC สำหรับอุปกรณ์ Intel® Agilex™ F-tile
JESD204C Intel® FPGA IP เป็นทรัพย์สินทางปัญญา (IP) อินเทอร์เฟซแบบอนุกรมจุดต่อจุดความเร็วสูง
IP FPGA Intel JESD204C ได้รับการทดสอบฮาร์ดแวร์ด้วยอุปกรณ์ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ที่สอดคล้องกับ JESD204C ที่เลือกมาหลายตัว
รายงานนี้เน้นย้ำถึงการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel FPGA IP กับโมดูลประเมินผล AD9081 Mixed Signal Front End (MxFE*) จาก Analog Devices Inc. (ADI) ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวิธีตรวจสอบฮาร์ดแวร์และผลการทดสอบ
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
คู่มือผู้ใช้ Intel FPGA IP JESD204C ของ F-tile
ข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
การทดสอบการทำงานร่วมกันต้องใช้เครื่องมือฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ดังต่อไปนี้: ฮาร์ดแวร์
- บอร์ดสาธิต Intel Agilex™ I-Series F-tile (AGIB027R29A1E2VR0) พร้อมอะแดปเตอร์ไฟ 12V
- อุปกรณ์แอนะล็อก (ADI) AD9081 MxFE* EVM (AD9081-FMCA-EBZ, Rev C)
- บอร์ดประเมินผล Skywork Si5345-D (Si5345-D-EVB)
- SMA ตัวผู้ถึง SMP ตัวผู้
- สายเคเบิล SMP ตัวผู้ถึง SMP
ซอฟต์แวร์
- ซอฟต์แวร์ Intel Quartus® Prime Pro Edition เวอร์ชัน 21.4
- AD9081_API เวอร์ชัน 1.1.0 หรือใหม่กว่า (แอปพลิเคชัน Linux จำเป็นสำหรับการกำหนดค่า AD9081 EVM)
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
- คู่มือผู้ใช้การพัฒนาระบบ AD9081/AD9082
- คู่มือผู้ใช้บอร์ดประเมินผล Skyworks Si5345-D
การตั้งค่าฮาร์ดแวร์
IP ของ Intel FPGA JESD204C ถูกสร้างขึ้นในโหมด Duplex แต่ใช้เฉพาะเส้นทางตัวรับเท่านั้น สำหรับ FCLK_MULP =1, WIDTH_MULP = 8, S = 1 PLL หลักจะสร้างสัญญาณนาฬิกาลิงก์ 375 MHz และสัญญาณนาฬิกาเฟรม 375 MHz
บอร์ดสาธิต Intel Agilex I-Series F-Tile ใช้กับ ADI AD9081-FMCA-EBZ EVM ที่เชื่อมต่อกับขั้วต่อ FMC+ ของบอร์ดพัฒนา การตั้งค่าฮาร์ดแวร์สำหรับการทดสอบการทำงานร่วมกันของ ADC แสดงอยู่ในรูปภาพการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ - • AD9081-FMCA-EBZ EVM ได้รับพลังงานจากบอร์ดสาธิต Intel Agilex I-Series F-Tile ผ่านขั้วต่อ FMC+
- ตัวรับส่งสัญญาณ F-tile และนาฬิกาอ้างอิง PLL ของ Intel FPGA IP core JESD204C จะได้รับจาก Si5345-D-EVB ผ่านสายเคเบิล SMA ถึง SMP ตั้งค่า MUX_DIP_SW0 เป็นระดับสูงบนบอร์ดสาธิต F-Tile ของ Agilex-I เพื่อให้แน่ใจว่า U22 กำลังใช้ CLKIN1 ที่เชื่อมต่อกับสายเคเบิล SMP
- Si5345-D-EVB มอบสัญญาณนาฬิกาอ้างอิงให้กับเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาแบบตั้งโปรแกรมได้ HMC7044 ที่มีอยู่ใน AD9081 EVM ผ่านสายเคเบิล SMP ถึง SMP
- นาฬิกาจัดการสำหรับคอร์ IP ของ JESD204C Intel FPGA ได้รับการจัดหาโดยเครื่องกำเนิดนาฬิกาแบบตั้งโปรแกรมได้ Si5332 ของ Silicon Labs ซึ่งมีอยู่ใน Intel Agilex I-Series F-tile Demo Board
- เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาแบบตั้งโปรแกรมได้ HMC7044 มอบสัญญาณนาฬิกาอ้างอิงอุปกรณ์ AD9081 ลูปล็อคเฟส (PLL) ที่มีอยู่ในอุปกรณ์ AD9081 จะสร้าง ADC ที่ต้องการampนาฬิกาลิ่งจากนาฬิกาอ้างอิงอุปกรณ์
- สำหรับซับคลาส 1 เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา HMC7044 จะสร้างสัญญาณ SYSREF สำหรับอุปกรณ์ AD9081 และสำหรับ Intel FPGA IP JESD204C ผ่านขั้วต่อ FMC+
เลขที่te: Intel ขอแนะนำให้มีการจัดทำ SYSREF โดยเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาที่เป็นแหล่งที่มาของสัญญาณนาฬิกาอุปกรณ์ IP FPGA ของ Intel JESD204C
คำอธิบายระบบ
แผนภาพระดับระบบต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงวิธีการเชื่อมต่อโมดูลต่างๆ ในการออกแบบนี้
รูปที่ 2. แผนผังระบบ
หมายเหตุ:
- M คือจำนวนตัวแปลง
- S คือจำนวนข้อมูลที่ถูกส่งampประมาณต่อตัวแปลงต่อเฟรม
- WIDTH_MULP คือตัวคูณความกว้างของข้อมูลระหว่างเลเยอร์แอปพลิเคชันและเลเยอร์การขนส่ง
- N คือจำนวนบิตการแปลงต่อตัวแปลง
- CS คือจำนวนบิตควบคุมต่อการแปลงampเลส.
ในการตั้งค่านี้ เช่นampโดยที่ L = 8, M = 4 และ F = 1 อัตราข้อมูลของเลนเครื่องรับส่งสัญญาณคือ 24.75 Gbps
Si5332 OUT1 สร้างสัญญาณนาฬิกา 100 MHz ให้กับ mgmt_clk Si5345-D-EVB สร้างความถี่สัญญาณนาฬิกา 375 ความถี่ คือ 100 MHz และ 375 MHz โดยความถี่ 19 MHz นี้จ่ายให้กับมัลติเพล็กเซอร์แบบฝังตัวในบอร์ดสาธิต F-tile ของ Intel Agilex I-Series ผ่านพอร์ต SMA ของ J204 สัญญาณนาฬิกาเอาต์พุตของมัลติเพล็กเซอร์แบบฝังตัวจะควบคุมสัญญาณนาฬิกาอ้างอิงทรานซีฟเวอร์ F-tile (refclk_xcvr) และสัญญาณนาฬิกาอ้างอิง PLL ของแกน IP ของ Intel FPGA JESD100C (refclk_core) สัญญาณนาฬิกา 5345 MHz จาก Si7044-D-EVB เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาแบบตั้งโปรแกรมได้ HMC9081 ที่มีอยู่ใน ADXNUMX EVM โดยเป็นอินพุตสัญญาณนาฬิกา
(เพิ่มเติม_HMCREF)
HCM7044 สร้างสัญญาณ SYSREF เป็นระยะ ๆ ที่ความถี่ 11.71875 MHz ผ่านทางขั้วต่อ FMC
IP FPGA Intel JESD204C จะถูกสร้างขึ้นในโหมด Duplex แต่จะใช้เฉพาะเส้นทางตัวรับเท่านั้น
วิธีการทำงานร่วมกัน
ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายวัตถุประสงค์ของการทดสอบ ขั้นตอน และเกณฑ์การผ่าน โดยการทดสอบจะครอบคลุมหัวข้อต่อไปนี้:
- ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลตัวรับ
- ชั้นการขนส่งตัวรับ
ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลตัวรับ
พื้นที่ทดสอบนี้ครอบคลุมกรณีทดสอบสำหรับการจัดตำแหน่งส่วนหัวการซิงค์ (SHA) และการจัดตำแหน่งบล็อกหลายบล็อกขยาย (EMBA)
เมื่อเริ่มเชื่อมต่อ หลังจากรีเซ็ตตัวรับแล้ว IP ของ Intel FPGA JESD204C จะเริ่มค้นหาสตรีมส่วนหัวการซิงค์ที่ส่งโดยอุปกรณ์ รีจิสเตอร์ต่อไปนี้จากเลเยอร์ลิงก์ข้อมูลจะถูกอ่านในระหว่างการทดสอบ เขียนลงในบันทึก fileและตรวจสอบการผ่านเกณฑ์ผ่านทางสคริปต์ TCL
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
คู่มือผู้ใช้ Intel FPGA IP JESD204C ของ F-tile
การจัดตำแหน่งส่วนหัวการซิงค์ (SHA)
ตารางที่ 1 กรณีทดสอบการจัดตำแหน่งส่วนหัวการซิงค์
กรณีทดสอบ | วัตถุประสงค์ | คำอธิบาย | เกณฑ์การผ่าน |
กฎข้อที่ 1 | ตรวจสอบว่ามีการยืนยันการล็อคส่วนหัวการซิงค์หลังจากเสร็จสิ้นลำดับการรีเซ็ต | สัญญาณต่อไปนี้จะถูกอ่านจากรีจิสเตอร์:
|
|
กฎข้อที่ 2 | ตรวจสอบสถานะการล็อกส่วนหัวการซิงค์หลังจากทำการล็อกส่วนหัวการซิงค์สำเร็จ (หรือในระหว่างเฟสการจัดตำแหน่งบล็อกหลายบล็อกขยาย) และมีเสถียรภาพ | incorrect_sync_header ถูกอ่านสำหรับสถานะการล็อก Sync Header จากรีจิสเตอร์ (0x60[8]) | สถานะ incorrect_sync_header ควรเป็น 0 |
การจัดตำแหน่งบล็อกหลายบล็อกที่ขยาย (EMBA)
ตารางที่ 2 กรณีทดสอบการจัดตำแหน่งบล็อกหลายบล็อกที่ขยาย
กรณีทดสอบ | วัตถุประสงค์ | คำอธิบาย | เกณฑ์การผ่าน | |||||
เอ็มบีเอ.1 | ตรวจสอบว่ามีการยืนยัน Extended Multiblock Lock หลังจากการยืนยัน Sync Header Lock เท่านั้น | สัญญาณต่อไปนี้จะถูกอ่านผ่านรีจิสเตอร์: |
|
|||||
กรณีทดสอบ | วัตถุประสงค์ | คำอธิบาย | เกณฑ์การผ่าน | |||||
|
||||||||
เอ็มบีเอ.2 | ตรวจสอบว่าสถานะการล็อกมัลติบล็อกขยายมีเสถียรภาพหรือไม่ (หลังการล็อกมัลติบล็อกขยายหรือจนกว่าจะมีการปลดบัฟเฟอร์ยืดหยุ่น) พร้อมๆ กับการไม่มีมัลติบล็อกที่ไม่ถูกต้อง | incorrect_eomb_eoemb ถูกอ่านจากรีจิสเตอร์ rx_err_status (0x60[10:9]) | incorrect_eomb_eoemb ควรเป็น “00” | |||||
เอ็มบีเอ.3 | ตรวจสอบการจัดเลน | ค่าต่อไปนี้จะถูกอ่านจากรีจิสเตอร์:
|
|
เลเยอร์การขนส่งตัวรับ (TL)
เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูลสตรีมข้อมูลเพย์โหลดผ่านตัวรับ (RX) JESD204C Intel FPGA IP และเลเยอร์การขนส่ง ADC จะถูกกำหนดค่าให้ rampรูปแบบการทดสอบ PRBS ADC ยังถูกตั้งค่าให้ทำงานด้วยการกำหนดค่าเดียวกันกับที่ตั้งไว้ใน JESD204C Intel FPGA IPamp/ตัวตรวจสอบ PRBS ในโครงสร้าง FPGA ตรวจสอบ ramp/ความสมบูรณ์ของข้อมูล PRBS เป็นเวลาหนึ่งนาที รีจิสเตอร์ IP ของ Intel FPGA RX JESD204C rx_err จะถูกสำรวจอย่างต่อเนื่องเพื่อหาค่าศูนย์เป็นเวลาหนึ่งนาที
รูปด้านล่างนี้แสดงการตั้งค่าการทดสอบแนวคิดสำหรับการตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูล
รูปที่ 3 การตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูลโดยใช้ Ramp/เครื่องตรวจสอบ PRBS15
ตารางที่ 3 กรณีทดสอบชั้นการขนส่ง
กรณีทดสอบ | วัตถุประสงค์ | คำอธิบาย | เกณฑ์การผ่าน |
ทล.1 | ตรวจสอบการแมปเลเยอร์การขนส่งของช่องข้อมูลโดยใช้ ramp รูปแบบการทดสอบ | Data_mode ถูกตั้งค่าเป็น Ramp_โหมด.
สัญญาณต่อไปนี้จะถูกอ่านผ่านรีจิสเตอร์:
|
|
ทล.2 | ตรวจสอบการแมปชั้นการขนส่งของช่องข้อมูลโดยใช้รูปแบบการทดสอบ PRBS15 | Data_mode ถูกตั้งค่าเป็น prbs_mode
ค่าต่อไปนี้จะถูกอ่านจากรีจิสเตอร์:
|
|
การกำหนดค่า IP และ ADC ของ Intel FPGA JESD204C
พารามิเตอร์ IP ของ Intel FPGA JESD204C (L, M และ F) ในการตรวจสอบฮาร์ดแวร์นี้ได้รับการรองรับโดยอุปกรณ์ AD9081 โดยตรง อัตราข้อมูลของทรานซีฟเวอร์ sampนาฬิกาลิงและพารามิเตอร์ JESD204C อื่นๆ เป็นไปตามเงื่อนไขการทำงานของ AD908D1
การทดสอบเช็คเอาต์ฮาร์ดแวร์ใช้ JESD204C Intel FPGA IP โดยมีการกำหนดค่าพารามิเตอร์ดังต่อไปนี้
การตั้งค่าทั่วไปสำหรับการกำหนดค่าทั้งหมด:
- อี = 1
- ซีเอฟ = 0
- ซีเอส = 0
- ซับคลาส = 1
- เอฟซีแอลเค_เอ็มยูแอลพี = 1
- ความกว้าง_MULP = 8
- SH_CONFIG = การกำหนดค่า CRC-12
- สัญญาณนาฬิกาการจัดการ FPGA (MHz) = 100
ผลการทดสอบ
ตารางต่อไปนี้ประกอบด้วยผลลัพธ์ที่เป็นไปได้และคำจำกัดความ
ตารางที่ 4. คำจำกัดความผลลัพธ์
ผลลัพธ์ | คำนิยาม |
ผ่าน | อุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) ได้รับการสังเกตว่าแสดงพฤติกรรมที่สอดคล้อง |
ผ่านพร้อมคำอธิบาย | DUT ถูกสังเกตว่าแสดงพฤติกรรมที่สอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม มีการรวมคำอธิบายเพิ่มเติมของสถานการณ์ไว้ด้วย (เช่นample: เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านเวลา จึงได้ดำเนินการทดสอบเพียงบางส่วนเท่านั้น) |
ผลลัพธ์ | คำนิยาม |
ล้มเหลว | DUT ถูกสังเกตว่ามีพฤติกรรมที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน |
คำเตือน | DUT ถูกสังเกตว่ามีพฤติกรรมที่ไม่เป็นที่แนะนำ |
อ้างอิงความคิดเห็น | จากการสังเกตพบว่าไม่สามารถระบุได้ว่าผ่านหรือไม่ผ่าน มีคำอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับสถานการณ์ดังกล่าว |
ตารางต่อไปนี้แสดงผลสำหรับกรณีทดสอบ SHA.1, SHA.2, EMBA.1, EMBA.2, EMBA.3, TL.1 และ TL.2 โดยมีค่า L, M, F, อัตราข้อมูล, s ตามลำดับampนาฬิกาลิง, นาฬิกาลิงก์ และความถี่ SYSREF
ตารางที่ 5 ผลลัพธ์สำหรับกรณีทดสอบ SHA.1, SHA.2, EMBA.1, EMBA.2, EMBA.3, TL.1 และ TL.2
เลขที่ | L | M | F | S | HD | E | N | NP | เอดีซี
Sampสัญญาณนาฬิกา (MHz) |
สัญญาณนาฬิกาอุปกรณ์ FPGA (MHz) | เอฟพีจีเอ
เฟรมคล็อก (MHz) |
เอฟพีจีเอ
ลิงค์คล็อก (MHz) |
อัตราเลน (Gbps) | ผลลัพธ์ |
1 | 8 | 4 | 1 | 1 | 0 | 1 | 16 | 16 | 3000.00 | 375.00 | 375.00 | 375.00 | 24.75 | ผ่าน |
ความคิดเห็นผลการทดสอบ
ในแต่ละกรณีทดสอบ RX JESD204C Intel FPGA IP สามารถสร้างการจัดตำแหน่งส่วนหัวการซิงค์ การจัดตำแหน่งมัลติบล็อกขยาย และจนถึงเฟสข้อมูลผู้ใช้ได้สำเร็จ
ไม่พบปัญหาความสมบูรณ์ของข้อมูลโดย Ramp และเครื่องตรวจสอบ PRBS สำหรับการกำหนดค่า JESD ที่ครอบคลุมเลนทางกายภาพทั้งหมด นอกจากนี้ยังไม่พบการตรวจสอบซ้ำซ้อนแบบวงจร (CRC) และข้อผิดพลาดของพาริตีคำสั่ง
ในระหว่างรอบจ่ายไฟบางรอบ ข้อผิดพลาดเลนเอียงอาจปรากฏขึ้นพร้อมกับการกำหนดค่าพารามิเตอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดนี้ ควรตั้งโปรแกรมค่าออฟเซ็ต LEMC หรือคุณสามารถทำให้เป็นอัตโนมัติด้วยขั้นตอนการสแกนการสอบเทียบ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าตามกฎหมายของออฟเซ็ต LEMC โปรดดูกลไกการปรับแต่ง RBD ในคู่มือผู้ใช้ IP JESD204C ไทล์ F
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
กลไกการปรับแต่ง RBD
สรุป
รายงานนี้แสดงการตรวจสอบความถูกต้องของอินเทอร์เฟซไฟฟ้า IP และ PHY ของ FPGA Intel JESD204C กับอุปกรณ์ AD9081/9082 (ซิลิกอน R2) สูงถึง 24.75 Gbps สำหรับ ADC การกำหนดค่าและการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ที่สมบูรณ์แสดงให้เห็นถึงความมั่นใจในการทำงานร่วมกันและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทั้งสอง
ประวัติการแก้ไขเอกสารสำหรับ AN 927: รายงานการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE* ADC สำหรับอุปกรณ์ Intel Agilex F-Tile
เวอร์ชันเอกสาร | การเปลี่ยนแปลง |
2022.04.25 | การเปิดตัวครั้งแรก |
AN 876: รายงานการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel® FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE* ADC สำหรับอุปกรณ์ Intel® Agilex® F-Tile
เอกสาร / แหล่งข้อมูล
![]() |
รายงานการทำงานร่วมกันของ Intel FPGA IP และ ADI AD204 MxFE ADC ของ Intel JESD9081C [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน รายงานการทำงานร่วมกันของ JESD204C Intel FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE ADC, JESD204C, รายงานการทำงานร่วมกันของ FPGA IP และ ADI AD9081 MxFE ADC |