F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPユーザーガイド

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ID 683023
日付 7/08/2024
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. 概要 2. 利用開始にあたって 3. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPのパラメーター 4. 機能の説明 5. クロック 6. リセット 7. インターフェイスの概要 8. コンフィグレーション・レジスター 9. サポートされているモジュールおよびIP 10. サポートされるツール 11. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPユーザーガイドのアーカイブ 12. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPユーザーガイド改訂履歴
1. 概要 x
1.1. Fタイルのイーサネット・システムの概要 1.2. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPの概要
1.2. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPの概要 x
1.2.1. デバイスファミリーのサポート 1.2.2. デバイスのスピードグレード・サポート 1.2.3. リソース使用率 1.2.4. ラウンドトリップ・レイテンシー 1.2.5. リリース情報
2. 利用開始にあたって x
2.1. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPコアのインストールとライセンス 2.2. IPコアのパラメーターとオプションの指定 2.3. IPデザインのリファレンス・クロックおよびシステムPLLクロック 2.4. 生成されるファイルの構造 2.5. タイルファイルの生成 2.6. IPコアのテストベンチ
2.4. 生成されるファイルの構造 x
2.4.1. IP-XACTファイルの生成
4. 機能の説明 x
4.1. データパスの説明 4.2. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IP MAC 4.3. PCS、OTN、およびFlexEモード 4.4. 高精度時間プロトコル 4.5. オートネゴシエーションおよびリンク・トレーニング
4.2. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IP MAC x
4.2.1. MAC TXデータパス 4.2.2. MAC RXデータパス 4.2.3. PAUSEまたは優先フロー制御 (PFC) を使用する輻輳とフローの制御 4.2.4. リンク障害信号 4.2.5. イーサネット送信における順序
4.2.1. MAC TXデータパス x
4.2.1.1. TXプリアンブル、スタート、およびSFDの挿入 4.2.1.2. 送信元アドレスの挿入 4.2.1.3. Length/Typeフィールドの処理 4.2.1.4. フレームのパディング 4.2.1.5. フレーム・チェック・シーケンス (CRC-32) の挿入 4.2.1.6. パケット間ギャップの生成と挿入 4.2.1.7. TXパッキングロジック TXパッキングロジックの機能 TXパッキングが無効になっているTX MACセグメント化クライアント・インターフェイス
4.2.2. MAC RXデータパス x
4.2.2.1. RXプリアンブル処理 4.2.2.2. RX厳密SFDチェック 4.2.2.3. RX FCSチェック 4.2.2.4. RXにおける不正な形式のパケットの処理 4.2.2.5. RXフレームからのPADバイトおよびFCSバイトの除去 4.2.2.6. RXのサイズ不足フレーム、サイズ超過フレーム、および長さエラーのあるフレーム 4.2.2.7. パケット間ギャップ
4.2.3. PAUSEまたは優先フロー制御 (PFC) を使用する輻輳とフローの制御 x
4.2.3.1. XOFFフレームの送信をトリガーする条件 4.2.3.2. XONフレームの送信をトリガーする条件 4.2.3.3. 一時停止のコントロールおよび生成インターフェイス 4.2.3.4. 一時停止コントロール・フレームのフィルタリング
4.3. PCS、OTN、およびFlexEモード x
4.3.1. PCSモード 4.3.2. OTNモード 4.3.3. FlexEモード
4.4. 高精度時間プロトコル x
4.4.1. 機能 4.4.2. PTPタイムスタンプ精度 4.4.3. PTPクライアント・フロー 4.4.4. FECなしのバリアントのRX仮想レーンオフセットの計算 4.4.5. 仮想レーンの順序とオフセット値 4.4.6. UI調整 4.4.7. リファレンス時間の間隔 4.4.8. UI測定における最小および最大リファレンス時間 (TAM) 間隔 (ハードウェア) 4.4.9. UI値とPMA遅延 4.4.10. Advancedタイムスタンプ精度モードにおけるルーティング遅延調整 4.4.11. Basicタイムスタンプ精度モードにおけるルーティング遅延調整
4.4.3. PTPクライアント・フロー x
4.4.3.1. PTP TXクライアント・フロー 4.4.3.2. PTP RXクライアント・フロー
4.4.6. UI調整 x
4.4.6.1. TX UI調整 4.4.6.2. RX UI調整
5. クロック x
5.1. 単一インスタンスの動作におけるクロック接続 5.2. 複数インスタンスの動作におけるクロック接続 5.3. MAC非同期FIFO動作におけるクロック接続 5.4. PTPを有効にする場合の同期および非同期動作におけるクロック接続 5.5. Synchronous Ethernet動作におけるクロック接続 5.6. カスタム拍
6. リセット x
6.1. リセット信号 6.2. リセットシーケンス
7. インターフェイスの概要 x
7.1. ステータス・インターフェイス 7.2. TX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス 7.3. RX MAC Avalon STアライメント・クライアント・インターフェイス 7.4. TX MACセグメント化クライアント・インターフェイス 7.5. RX MACセグメント化クライアント・インターフェイス 7.6. MACフロー制御インターフェイス 7.7. PCSモードのTXインターフェイス 7.8. PCSモードのRXインターフェイス 7.9. FlexEおよびOTNモードのTXインターフェイス 7.10. FlexEおよびOTNモードのRXインターフェイス 7.11. カスタム・レート・インターフェイス 7.12. 32ビット・ソフトCWBINカウンター 7.13. リコンフィグレーション・インターフェイス 7.14. 高精度時間プロトコル・インターフェイス
7.2. TX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス x
7.2.1. TX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを無効にしている場合) 7.2.2. TX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを有効にしている場合) 7.2.3. MAC Avalon ST skip_crc 信号による送信元アドレス、パディング、およびCRC挿入の制御 7.2.4. MAC Avalon ST i_tx_error 信号によるパケットの無効マーク
7.3. RX MAC Avalon STアライメント・クライアント・インターフェイス x
7.3.1. RX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを無効にしている場合) 7.3.2. RX MAC Avalon STクライアント・インターフェイス (パススルーおよびRX CRC転送を有効にしている場合) 7.3.3. RX MACアダプターの制限 7.3.4. RX MAC Avalon STクライアント・インターフェイスのステータス
7.4. TX MACセグメント化クライアント・インターフェイス x
7.4.1. TX MACセグメント化クライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを無効にしている場合) 7.4.2. TX MACセグメント化クライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを有効にしている場合) 7.4.3. セグメント化されているMACにおける skip_crc 信号による送信元アドレス、パディング、およびCRC挿入の制御 7.4.4. セグメント化されているMACにおける i_tx_mac_error によるパケットの無効マーク
7.5. RX MACセグメント化クライアント・インターフェイス x
7.5.1. RX MACセグメント化クライアント・インターフェイス (プリアンブル・パススルーを無効にしている場合) 7.5.2. RX MACセグメント化クライアント・インターフェイス (パススルーおよびRX CRC転送を有効にしている場合) 7.5.3. RX MACセグメント化クライアント・インターフェイスのステータスとエラー
7.13. リコンフィグレーション・インターフェイス x
7.13.1. イーサネット・リコンフィグレーション・インターフェイス 7.13.2. トランシーバー・リコンフィグレーション・インターフェイス
7.14. 高精度時間プロトコル・インターフェイス x
7.14.1. Time-of-Dayインターフェイス 7.14.2. TX 2ステップ・タイムスタンプ・インターフェイス 7.14.3. TX 1ステップ・タイムスタンプ・インターフェイス 7.14.4. RXタイムスタンプ・インターフェイス 7.14.5. PTPステータス・インターフェイス 7.14.6. PTPタイル・インターフェイス
7.14.3. TX 1ステップ・タイムスタンプ・インターフェイス x
7.14.3.1. 1ステップ動作のPTPフィールドオフセット
8. コンフィグレーション・レジスター x
8.1. イーサネット Avalon® Memory-Mappedインターフェイスのアドレス空間 8.2. トランシーバー Avalon® Memory-Mappedインターフェイスのアドレス空間
8.1. イーサネット Avalon® Memory-Mappedインターフェイスのアドレス空間 x
8.1.1. イーサネット・ハードIPコアのCSR 8.1.2. FECおよびトランシーバーのコントロール・レジスターとステータスレジスター
9. サポートされているモジュールおよびIP x
9.1. F-Tile Auto-Negotiation and Link Training For Ethernet Intel® FPGA IP 9.2. PTPタイルアダプター
9.1. F-Tile Auto-Negotiation and Link Training For Ethernet Intel® FPGA IP x
9.1.1. 概要 9.1.2. リリース情報 9.1.3. 機能の説明 9.1.4. パラメーター 9.1.5. クロックとリセット 9.1.6. レジスター
9.2. PTPタイルアダプター x
9.2.1. 概要 9.2.2. クロックポート、リセットポート、およびインターフェイス・ポート 9.2.3. PTP非対称遅延リコンフィグレーション・インターフェイス 9.2.4. PTPピアツーピア平均パス遅延リコンフィグレーション・インターフェイス
10. サポートされるツール x
10.1. F-Tile Channel Placement Tool 10.2. イーサネット・ツールキットの概要
10.2. イーサネット・ツールキットの概要 x
10.2.1. 機能
1. 概要
2. 利用開始にあたって
3. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPのパラメーター
4. 機能の説明
5. クロック
6. リセット
7. インターフェイスの概要
8. コンフィグレーション・レジスター
9. サポートされているモジュールおよびIP
10. サポートされるツール
11. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPユーザーガイドのアーカイブ
12. F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IPユーザーガイド改訂履歴

4.2.1.7. TXパッキングロジック

重要: TX MACセグメント化インターフェイス使用時に最大のスループットを実現するには、入力パケットを密にパッキングし、間にアイドルセグメントを残さないようにする必要があります。

TXパッキングロジックの機能

送信方向のF-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IP TXパッキングは、MACセグメント化モードで実装することができます。この機能は、ソフトロジックで実装されます。

図 7. IPのパラメーター・エディターでのTXパッキングの有効化
  • MACセグメント化モードにおけるTXパッキングは、PTPを有効にしている場合は50Gから400G (MACセグメント化インターフェイス幅が128b以上)、PTPを有効にしていない場合は40Gから400Gまでのすべてのレートに実装されます。このTXパッキングロジックにより、次の表に示すようにIPリソース使用率が増加します。
    表 13.  IPリソース使用率

    PTPを有効にしている

    PTPを有効にしていない

    216 ALM (50GE)

    205 ALM (40GE/50GE)
    809 ALM (100GE)

    791 ALM (100GE)
    2606 ALM (200GE)

    2583 ALM (200GE)
    7457 ALM (400GE)

    7281 ALM (400GE)
  • TXパッキングロジックにより、最大30サイクルの i_clk_tx レイテンシーが追加されます。
  • TXパッキング機能はデフォルトでは無効になっており、以前のIPバージョンとの下位互換性を維持しています。IPをフル・トラフィック・スループットで実行しない場合は、disableオプションを使用してIPの使用率とレイテンシーを小さくします。TXパッキングを無効にしている場合に、パケット間にアイドルセグメントがあるパッキングされていないデータを送信すると、TX MACの最大スループットは低下します。
  • TX MACセグメント化インターフェイスでパッキングされていないデータが生成されている場合、TXでのパッキングにより、IPではドロップや破損なしに、すべてのトラフィックで100%に近いラインレートを満たすことができます。

TXパッキングが無効になっているTX MACセグメント化クライアント・インターフェイス

TXパッキングロジックを使用せずに100%に近いラインレートを実現するには、次に示すように、MACセグメント化インターフェイスで独自のパッキングロジックを実装する必要があります。

次の図は、MACセグメント化インターフェイスの100GEパケットデータ例を表しています。

  • 左側のボックスは、2つのパケット間に2から3のアイドルセグメントがあるパッキングが粗いデータの例を示しています。
  • 右側のボックスは、2つのパケット間にアイドルセグメントがないようにデータをパッキングしている状態を示しています。右の図のようにIP入力をパッキングします。
図 8. TXパッキングが無効になっているTX MACセグメント化クライアント・インターフェイス
レベル 2 の表題