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2.4.4 GTH 收发器:运行时在 LPM 和 DFE 模式之间切换
1 内容简介
本章主要介绍GTH IP核接收端(Receiver)的功能部分,接收端涉及的内容比较多,会分为多个章节进行描述讲解,本章主要为RX的功能概述(RX Overview),RX模拟前端(RX Analog Front End),RX带外信号(RX Out-of-Band Signaling)和RX均衡器(RX Equalizer (DFE and LPM)),希望通过本章节可以和大家一起了解RX的脉络。
Receiver 目录 | 描述 |
1.RX Overview | RX接收端的概述 |
2.RX Analog Front End | RX模拟前端 |
3.RX Out-of-Band Signaling | RX带外信号 |
4.RX Equalizer (DFE and LPM) | RX均衡器 |
本章节涉及的功能块:
2 Receiver
2.1 RX概述
本节介绍如何配置和使用接收器 (RX) 内的每个功能块。每个 GTH 收发器都包含一个独立的接收器,由 PCS 和 PMA 组成。如图2.1显示了 GTH 收发器 RX 的功能块。高速串行数据从电路板上的走线流入 GTH 收发器 RX 的 PMA,再流入 PCS,最后流入互连逻辑。
图2.1
2.2 RX模拟前端
2.2.1 功能描述
RX 模拟前端 (AFE) 是一个高速电流模式输入差分缓冲器(见图2.2)。它具有以下特点:
(1)可配置 RX 终端电压
(2)校准终端电阻
图2.2
2.2.2 端口和属性
2.2.3 GTH使用模型-RX终端
2.3 RX带外信号
2.3.1 功能描述
GTH 接收器支持解码串行 ATA (SATA) 和串行连接 SCSI (SAS) 规范中描述的带外 (OOB) 序列,并支持 PCI Express 规范中描述的信标。GTH 接收器对 SATA/SAS OOB 信号的支持,包括解码 OOB 信号状态所需的模拟电路和解码 SATA/SAS COM 序列的 OOB 信号突发的状态机。
GTH 接收器还支持符合 PCI Express 标准的信标,方法是使用 PCI Express 的 PHY 接口 (PIPE) 规范中定义的接口信号。互连逻辑解码信标序列。
2.3.2 端口和属性
2.3.3 GTH使用模型
OOB 时钟电路结构如图2.3所示,控制 sysclk 源的端口为 RXSYSCLKSEL,将该端口设置为 2'b00 则选择来自通道 PLL(CPLL) 的参考时钟,将该端口设置为 2'b10 或 2'b11 则选择来自其中一个公共 PLL(QPLL) 的参考时钟。
图2.3
2.3.4 OOB 和电气空闲使用模式
对于以 2.5 Gb/s 或以下线速运行的 OOB,请参见如下的流程图来确定 OOB 时钟的频率 f。
必须满足以下公式的要求才能使 OOB 正常工作。
以 > 2.5 Gb/s 的线路速率运行的 OOB 是一项高级功能。如下表描述了某些协议(如 PCIe)以更高的线路速率运行的情况。
2.4 RX均衡器
2.4.1 功能描述
串行链路误码率 (BER) 性能取决于发射器、传输介质和接收器。传输介质或信道带宽有限,通过它的信号会受到衰减和失真的影响。
GTH 接收器有两种类型的自适应滤波,具体取决于系统级功率和性能之间的权衡。GTH 接收器针对低信道损耗的功率进行了优化,具有一种称为低功耗模式 (LPM) 的节能自适应模式,请参见图2.4。对于均衡损耗较大的信道,可以使用 DFE 模式,请参见图2.5。
与使用线性均衡器相比,DFE 可以更精确地调整滤波器参数,从而更好地补偿传输通道损耗。但是,DFE 无法消除传输位的pre-cursor;它只能补偿post-cursor。线性均衡器允许pre-cursor和post-cursor增益。GTH RX DFE 模式是一种离散时间自适应高通滤波器。DFE 的 TAP 值是此滤波器的系数,由自适应算法设置。
图2.4
图2.5
2.4.2 端口和属性
注:端口和属性过多,该部分不再展示,具体可参考UG576 目录Receiver - RX Equalizer (DFE and LPM) - Ports and Attributes的描述
2.4.3 GTH使用模式
在 LPM 和 DFE 模式之间进行选择,如下为两者的对比:
模式 | LPM | DFE |
适用场景 | 短距离和低反射信道应用 | 中长距离和高反射通道应用 |
适用信道损耗 | <= 14dB | >= 8dB |
适用数据格式 | 非随机数据 | 随机数据 |
优势 | 不需要数据加扰即可进行正常自适应 | 均衡通道而不会放大噪声和串扰 |
建议 | 不要使用任何TX加重 | (1)串扰和反射严重时推荐使用 (2)8B/10B应用或者不使用数据扰码,不利于DFE自适应 |
(1)LPM使用模式:
对于奈奎斯特频率下信道损耗为 14 dB 或更低(<=14dB)的短距离和低反射信道应用,建议使用 LPM 模式。对于使用非随机数据模式的应用,LPM 是首选。在 LPM 模式下,AGC 是固定的。通常,对于低损耗信道(奈奎斯特频率下小于 14 dB),建议不要使用任何 TX加重,让 RX 自适应处理链路的所有均衡。
LPM 模式不需要数据加扰即可进行适当的自适应。对于 LPM 模式下的 8B/10B 应用,在自适应期间可以使用带或不带加扰的重复模式(空闲模式)。
(2)DFE使用模式:
DFE 模式适用于高反射通道以及中长距离应用,在奈奎斯特频率下通道损耗高达 8 dB 及以上。DFE 模式的优势在于可以均衡通道而不会放大噪声和串扰。因此,当串扰是一个关键点或在单比特响应分析中识别出反射时,它是最佳选择。在某些需要使用 DFE 的低损耗应用中,AGC 是固定的。使用默认向导设置。
在 8B/10B 应用中或不使用数据扰码的情况下,必须仔细考虑 DFE 模式。为了正确适应数据,DFE 模式中的自动适应要求输入数据是随机的。例如,在 XAUI 应用中,用户有效载荷数据是非扰码的,并且是 8B/10B 编码的。虽然用户有效载荷通常是随机的,但数据的频率内容本质上受编码限制,协议中没有定义任何内容来防止出现重复模式。这些重复模式可能导致自适应算法偏离理想的均衡设置。具有与 PRBS7(或更高多项式)相似特征的模式足够随机,以便自适应能够正确选择正确的均衡设置。
2.4.4 GTH 收发器:运行时在 LPM 和 DFE 模式之间切换
在多速率应用中,可能需要在 LPM 和 DFE 之间切换。请按照以下步骤在 LPM 和 DFE 模式之间切换:
1. 要从 DFE 切换到 LPM 模式,请设置 RXLPMEN = 1。
2. 多个属性会随着数据速率和插入损耗而变化。因此,建议为相同的数据速率生成 DFE 和 LPM 包装器并比较所有属性的差异,然后在两种模式之间切换时写入相应的值。
3. 通过脉冲 RXPMARESET 重置接收器的 PMA。
有关 RXPMARESET 的更多信息,请参阅 RX 初始化和重置。
3 结束语
本章主要介绍了接收端(Receiver)的一些基本结构,下一期预计会在下周天更新,更新内容为GT的RX时钟恢复(RX CDR),RX结构时钟输出控制(RX Fabric Clock Output Control)和RX边界分析(RX Margin Analysis)。
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标签:GTH,RX,LPM,模式,DFE,收发器,Xilinx,2.3 From: https://blog.csdn.net/qq_44631312/article/details/144942245