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
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

5.5. Synchronous Ethernet動作におけるクロック接続

Synchronous Ethernet (SyncE) 動作を有効にすると、2つ以上のチャネルでオフチップ・クリーンアップPLLクロック出力を共有することができます。

Synchronous Ethernet規格では、ITU-T G.8261、G.8262、およびG.8264の推奨事項として記載されているとおり、TXクロックをフィルタリングし、一連のノードを介してRXリファレンス・クロックとの同期を維持する必要があります。想定されている使用方法は、ユーザーロジックでトランシーバーのリファレンス・クロックを駆動する場合に、フィルター処理されているバージョンのRXリカバリークロック信号を使用することで、送信機能と受信機能の同期を維持するというものです。この使用モデルでは、IPコア外部のデザイン・コンポーネントによりチップ外でフィルタリングを行います。

次の図では、IPからのリカバリークロック出力をタイルのピンを使用してオフチップ・クリーンアップPLLに接続しています。Fタイルでは、FGT PMAからのリカバリークロックをタイル自体の専用クロック出力ピンに駆動することができます。各Fタイルには、そのようなクロック出力が2つのみあります (FGT QUAD 2と3)。それぞれに専用のクロック出力ピンが1つあります (Refclk8/9)。

一次およびバックアップのクリーンアップ・クロックは、同じSyncEネットワーク上のリモート・ステーションに接続されているポートペアからのリカバリークロック出力ピンから供給され、トランシーバー・リファレンス・クロックはクリーンアップPLLの出力から供給されます。

次の図において、out_cdr_clk0 はオフチップ・クリーンアップPLLに向かうクロックです。

図 25. Sync-Eクロックのクロック接続 (CDRクロック出力ピン使用)
注: イーサネットIPシステムクロックをトランシーバー・クロックとは異なるリファレンス・クロックから取得している場合は、Custom Cadence モードを設定してクロック間のPPM差を一致させる必要があります。

Synchronous Ethernet (SyncE) 動作の実装

Fタイルのリカバリークロック出力を有効にするには、次に示すように、IPのパラメーター・エディターで Enable dedicated CDR Clock Output を選択します。
図 26. IPパラメーター・エディター: Enable dedicated CDR Clock Output

出力周波数は、入力される refclk の公称値をRXパスの前置分周器で分周した値に等しくなります (o_cdr_divclk=refclk/N)。

分周器 N の値を取得するには、次の手順に従います。

  1. デザインをコンパイルします。
  2. Compilation Report を開き、Logic Generation Tool > IP Parameter Settings Report に移動します。
  3. cdr_n_counter を検索します。
  4. (オプション) cdr_f_ref_hz を検索し、入力リファレンス・クロック周波数をダブルチェックすることもできます。
    図 27. 分周値 N の取得
次の表は、入力リファレンス・クロックに対するリカバリークロック周波数を示しています。
表 29.  リカバリークロック周波数
NRZ/PAM4 入力Refclk (MHz) 分周値 N 出力リカバリーClk (MHz)
NRZ 156.25 4 39.0625
156.25 6 26.0417
312.5 8 39.0625
312.5 12 26.0417
322.265625 12 26.8554688
PAM4 156.25 6 26.0417
312.5 12
注: DUTの上位信号 o_cdr_divclk をシステムPLL IPに接続していることを確認します。
システムPLLに接続するには、次の図に示すように、IPのパラメーター・エディターで Enable FGT CDR Output を選択します。
図 28. System PLL Clocks Intel FPGA IP
注: IPのパラメーター・エディターでは、複数のIPで Enable the dedicated CDR clock output を有効にすることができます。ただし、異なるIPから2つの専用CDRクロック出力を有効にする場合は、システムPLLで Enable FGT CDR Output #0 および Enable FGT CDR Output #1 を有効にする必要があります。

Synchronous Ethernet動作のデザイン例の生成

  1. デザイン例を生成するには、IPのパラメーター・エディターで Enable dedicated CDR Clock Output を選択後に、Example Design タブに移動します。
  2. Available example Designs にある Select Design パラメーターでは、次のオプションを選択することができます。
    図 29. Select Designsで選択可能なデザイン例
    • AN/LT、ETH IPの2つの個別インスタンス
    • IPコアの複数インスタンス
    • IPコアの単一インスタンス
    • なし
    注: Enable dedicated CDR Clock Output をオンにしている場合は、IPコアの複数インスタンスはサポートされません。
レベル 2 の表題