g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

"Blog Makale Serisi" Xilinx-7Series-FPGA yüksek hızlı alıcı-verici öğrenme-RX alıcı girişi

Önceki blog yazısı, GTX'in gönderen ucunu tanıttı. Bu makale, GTX'in RX alıcı ucunu tanıtacak. GTX RX alıcı ucunun yapısı, TX gönderen ucun yapısına benzer. Veri akış yönü tersidir, ancak gönderen uçtan bazı farklılıklar vardır. GTX RX alma Uç yapı şeması Şekil 1'de gösterilmektedir:

Şekil 1

Aşağıda, veri akışının yönüne göre RX alıcı ucunun her bir devre parçasının işlevleri tanıtılacaktır.

RX Ekolayzer (DFE ve LPM) : RX sinyali AFE'den (analog ön uç) geldikten sonra, önce RX ekolayzerinden geçer Ekolayzerin ana işlevi, kanal iletim sürecinde sinyalin yüksek frekans kaybını telafi etmektir.Kanal bant genişliği ile sınırlı olduğundan, sinyalin içinden geçmesi gerekir. Zayıflamaya ve hatta yıkıma neden olur.

RX alıcı ucunda LPM ve DFE olmak üzere iki ekolayzer vardır. İkisinin güç tüketimi ve performansı farklıdır.Bunlardan LPM daha düşük güç tüketimine sahiptir ve DFE, iletim kanalını daha iyi dengeleyebilen daha doğru filtre parametreleri sağlayabilir. Kayıp, dolayısıyla performans daha iyi.

RX CDR : RX saati ve veri kurtarma devresi, Şekil 1'in yeşil daire içine alınmış kısmıdır. GTX iletimine eşlik eden bir saat olmadığından, alıcı uçta saat kurtarma ve veri kurtarma işlemini kendiniz yapmanız gerekir. Saat veri kurtarma devresi Şekil 2'de gösterilmiştir:

şekil 2

Spesifik süreç Şekil 2'de gösterilmektedir. İlk olarak, harici veriler gelir ve ekolayzerden geçer ve ardından ekolayzerden gelen veriler saat verisi kurtarma devresine girer. GTX, bir faz rotasyonlu CDR yapısı kullanır.DFE'den gelen veriler, kenar örnekleyici ve veri örnekleyici tarafından yakalanır ve ardından CDR durum makinesi, ikisine göre veri akışının fazını belirler ve geri besleme, faz interpolatörünü (PI) kontrol eder. Veri örnekleyici Pozisyonu göz diyagramının merkezinde olduğunda, kenar örnekleyici, veri akışının iletim alanına kilitlenir. Bunların arasında CPLL veya QPLL, faz interpolatörü için temel saati sağlar, böylece CDR durum makinesi faz kontrolünü iyi yapabilir.

RX Kumaş Saat Çıkış Kontrolü : RX alıcı ucunun saat yapısı TX gönderme ucunun saat yapısı ile çok benzerdir Şekil 3'te gösterildiği gibi şekildeki kırmızı kutunun CDR kısmı TX ucundan en büyük farktır.

resim 3

TX vericisi gibi, RX alıcısının saat yapısı da esas olarak bir seri saat bölücüye ve bir paralel saat bölücüye bölünmüştür.D bölücü, daha düşük desteklemek için PLL saat oranını düşürmek için kullanılan bir seri saat bölücüdür. Aşağıdaki paralel saat bölücü, temel olarak ayarlanan bit genişliğine ve 8b / 10b'nin kullanılıp kullanılmadığına göre farklı paralel veri saatleri üretir.

RX Polarite Kontrolü : TX gönderme ucu gibi, RX alıcı ucunda da veri ters çevirme gerçekleştirmek için kullanılabilen bir polarite kontrol işlevi vardır Bu işlevi, PCB tasarımı sırasında RXP ve RXN tersine çevrildiğinde kullanın.

RX Desen Denetleyicisi : GTX, Şekil 4'te gösterildiği gibi, gömülü bir PRBS denetleyicisi içerir, aralarından seçim yapabileceğiniz dört farklı sözde rasgele dizi üreteci vardır. Denetleyici kendi kendini eşzamanlıdır ve sınır hizalama ve kod çözme işleminden önce çalışır. Bu işlev kullanılabilir Sinyal bütünlüğünü test edin.

Şekil 4

RX Bayt ve Kelime Hizalama : Seri veriler paralelleştirilmeden önce, örneğin, uygun bir karakteristik sınır bulunur Bu karakteristik sınır veya karakter sınırı, genellikle bir tanımlayıcı (virgül) veya K kodu olarak adlandırılan, TX vericisi tarafından gönderilen tanımlanabilir bir dizidir. Gelen verilerde bu tanımlayıcıyı arayın.Bu tanımlayıcı bulunduğunda, daha sonra alınan veriler sınır olarak bu tanımlayıcı ile paralelleştirilecektir Çalışma prensibi Şekil 5'te gösterilmiştir.

Şekil 5

Şekil 5'te gösterildiği gibi, seri verilerde (kırmızı kutu) virgül arandığında, aşağıdaki veriler zaten sınır hizalı verilerdir.

RX 8B / 10B Kod Çözücü : Gönderen uç tarafından gönderilen veriler 8B / 10B kodlanmışsa, alıcı uçta 8B / 10B kod çözme gerekir, aksi takdirde atlanabilir.Bu işlev TX göndericisi tanıtıldığında açıklanır, bu yüzden burada tanıtmayacağım.

RX Elastik Tampon : RX alıcı uç elastik arabellek önemli bir işlevdir. TX alıcı uç arabelleği ile karşılaştırıldığında, RX'in bir "esneklik" özelliği daha vardır, yani TX gönderme ucuna kıyasla RX elastik arabelleğin daha fazla işlevi vardır (RX Saat düzeltme ve RX kanal bağlama). RX elastik tamponun RX alıcı ucundaki konumu Şekil 6'da yeşil kutuda gösterilmektedir.

Şekil 6

Şekil 6'dan, RX alıcısının PCS alt tabakasının esas olarak iki saat alanına sahip olduğu, yani XCLK ve RXUSRCLK saat alanlarına sahip olduğu görülebilir RX elastik tampon işlevi, esas olarak iki saatin faz farkını eşleştirmek için kullanılır.

Bu RX elastik tampon atlanırsa, verilerin kararlı bir şekilde alınmasını sağlamak için belirli koşulların karşılanması gerekir.İlk olarak, SIPO devre saati ile XCLK saati arasındaki faz farkını işlemek için bir faz hizalama devresi gerekir. İkinci olarak, XCLK'nin RXUSRCLK saati olarak yapılandırılması gerekir. XCLK ve RXUSRCLK aynı saat etki alanındadır ve faz farkı yoktur.

RX Saat Düzeltmesi : RX elastik tamponunun "esnekliği", XCLK ve RXUSRCLK arasındaki frekans farkının saat düzeltmesi yoluyla ayarlanabilmesi ile yansıtılır. RX alıcı uç için, XCLK ve RXUSRCLK aynı saat frekansında çalışsalar bile, genellikle belirli farklılıklar vardır.Bu fark, kolayca RX elastik tamponunun dolu veya boş olmasına ve saat düzeltme fonksiyonunun ortaya çıkmasına neden olabilir. Saat düzeltme işlevi Şekil 7'de gösterilmektedir.

Şekil 7

Layman'ın terimleriyle, TX gönderme ucunda, alıcı ucun sınır hizalamasını sağlamak için periyodik olarak K kodları göndereceğiz.RX elastik tamponda yetersiz veri olduğunda, alınan K kodu verileri kopyalanacak ve RX elastik tamponuna yazılacaktır. RX elastik tamponunu yarı dolu tutmak için. RX elastik arabelleğinde çok fazla veri olduğunda, alınan K kodu verileri atılacak ve RX elastik arabelleğini yarı dolu tutmak için RX elastik arabelleğe yazılmayacaktır.

RX Kanal Bağlantısı: Kanal bağlama fonksiyonu ayrıca RX elastik tamponunun "esnekliğini" yansıtır PCIE ve SRIO gibi protokoller için, toplam iletim bant genişliğini artırmak için çoklu şerit iletimini destekleyebilir. İletim kanalı nedeniyle, TX vericisi tarafından aynı anda gönderilen veriler, RX alıcısında aynı anda tüm şeritler tarafından alınamaz.Her şerit alımı arasında bir zaman farkı vardır, bu nedenle veriler geri yüklendiğinde yeniden hizalanmalıdır, bu nedenle RX'te alınması gerekir. Terminal, kanal bağlama işlevini gerçekleştirir.

Bu işlevi gerçekleştirmek için, TX göndericisi, iletilen veri akışına aynı kanal bağlama dizisini ekler ve RX alıcısı, her şerit tarafından algılanan kanal bağlama dizisine göre ilgili RX elastik tamponda karşılık gelen ayarlamaları yapar. Gecikmenin yanı sıra, her şeridin verileri ofset olmayacaktır.FpGA RX Arayüzünün çıkışı TX vericisi tarafından gönderilen verilerle aynı olabilir Fonksiyon Şekil 8'de gösterilmektedir. Sol taraf hizasız verilerdir ve sağ taraf hizalı verilerdir.

Figür 8

FPGA RX Arayüzü : Kullanıcı, TX gönderme ucuna benzer şekilde FPGA RX Arayüzü üzerinden veri alır, verileri RXUSRCLK2'nin yükselen ucunda alır (TX gönderme ucu TXUSRCLK2'nin yükselen kenarında veri gönderir), kullanıcı portu 16/20/32/40/64 / olarak ayarlanabilir 80bit bit genişliği, RXUSRCLK2 hızı, RX hat hızı, RXDATA bit genişliği ve 8B / 10B etkinleştirme ile belirlenir. Özel bağlantı noktaları, TX'e benzer olan ve tekrar açıklanmayacak olan Tablo 1'de gösterilmektedir.