インテル® Stratix® 10 LタイルおよびHタイル・トランシーバーPHYユーザーガイド

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ID 683621
日付 3/03/2020
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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. Lタイル/HタイルでのトランシーバーPHY層の実装 3. PLLおよびクロック・ネットワーク 4. トランシーバー・チャネルのリセット 5. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバーPHYアーキテクチャー 6. リコンフィグレーション・インターフェイスおよびダイナミック・リコンフィグレーション 7. キャリブレーション A. Lタイル/Hタイル・トランシーバー・レジスターの論理ビュー
1. 概要 x
1.1. インテルStratix 10デバイスバリアントにおけるLタイル/Hタイルのレイアウト 1.2. インテルStratix 10デバイスおよびパッケージバリアントにおけるLタイル/Hタイルの数 1.3. Lタイル/Hタイルのビルディング・ブロック 1.4. 概要の改訂履歴
1.1. インテルStratix 10デバイスバリアントにおけるLタイル/Hタイルのレイアウト x
1.1.1. インテルStratix 10 GX/SX Hタイルのコンフィグレーション 1.1.2. インテルStratix 10 TXのHタイルおよびEタイルのコンフィグレーション 1.1.3. インテルStratix 10 MXのHタイルおよびEタイルのコンフィグレーション
1.3. Lタイル/Hタイルのビルディング・ブロック x
1.3.1. トランシーバー・バンク・アーキテクチャー 1.3.2. トランシーバーのチャネルタイプ 1.3.3. GXおよびGXTチャネル配置ガイドライン 1.3.4. GXTチャネルの使用法 1.3.5. PLLおよびクロック・ネットワーク 1.3.6. イーサネット・ハードIP 1.3.7. PCIe Gen1/Gen2/Gen3ハードIPブロック
1.3.2. トランシーバーのチャネルタイプ x
1.3.2.1. GXチャネル 1.3.2.2. GXTチャネル
1.3.5. PLLおよびクロック・ネットワーク x
1.3.5.1. PLL 1.3.5.2. 入力リファレンス・クロック・ソース 1.3.5.3. トランシーバー・クロック・ネットワーク
1.3.5.1. PLL x
1.3.5.1.1. トランシーバーのフェーズ・ロック・ループ (PLL) 1.3.5.1.2. クロック生成ブロック (CGB)
1.3.5.3. トランシーバー・クロック・ネットワーク x
1.3.5.3.1. x1クロックライン 1.3.5.3.2. x6クロックライン 1.3.5.3.3. x24クロックライン 1.3.5.3.4. GXTクロック・ネットワーク
1.3.6. イーサネット・ハードIP x
1.3.6.1. 100G/50GイーサネットMACハードIP 1.3.6.2. 100Gコンフィグレーション 1.3.6.3. 50Gコンフィグレーション
2. Lタイル/HタイルでのトランシーバーPHY層の実装 x
2.1. トランシーバー・デザインのIPブロック 2.2. トランシーバー・デザイン・フロー 2.3. ネイティブPHY IPコアのコンフィグレーション 2.4. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバー・ネイティブPHYのインテルStratix 10 FPGA IPコアの使用 2.5. トランシーバー・プロトコル用のPHY層の実装 2.6. 未使用またはアイドルのトランシーバー・チャネル 2.7. ネイティブPHY IPコアのシミュレーション 2.8. Lタイル/Hタイルでのトランシーバー・ネイティブPHY層の実装の改訂履歴
2.2. トランシーバー・デザイン・フロー x
2.2.1. PLL IPコアの選択 2.2.2. リセット・コントローラー 2.2.3. リコンフィグレーション・ロジックの作成 2.2.4. PLL IPコアおよびリセット・コントローラーへのネイティブPHY IPコアの接続 2.2.5. データパスの接続 2.2.6. ネイティブPHY IPコアSDCの変更 2.2.7. デザインのコンパイル 2.2.8. デザインの機能性の検証
2.3. ネイティブPHY IPコアのコンフィグレーション x
2.3.1. プロトコルのプリセット 2.3.2. GXTチャネル 2.3.3. GeneralパラメーターおよびDatapathパラメーター 2.3.4. PMAパラメーター 2.3.5. PCS-Core Interfaceパラメーター 2.3.6. Analog PMA Settingsパラメーター 2.3.7. Enhanced PCSパラメーター 2.3.8. Standard PCSパラメーター 2.3.9. PCS Direct Datapathパラメーター 2.3.10. Dynamic Reconfigurationパラメーター 2.3.11. Generation Optionsパラメーター 2.3.12. PMA、キャリブレーション、およびリセットポート 2.3.13. PCS-Core Interfaceポート 2.3.14. エンハンストPCSポート 2.3.15. 標準PCSポート 2.3.16. トランシーバーPHY PCS-to-Coreインターフェイスのリファレンス・ポート・マッピング 2.3.17. IPコアファイルの位置
2.3.14. エンハンストPCSポート x
2.3.14.1. エンハンストPCSのTXおよびRXコントロール・ポート
2.3.16. トランシーバーPHY PCS-to-Coreインターフェイスのリファレンス・ポート・マッピング x
2.3.16.1. PCS-Coreインターフェイス・ポートのエンハンストPCS 2.3.16.2. PCS-Coreインターフェイス・ポートの標準PCS 2.3.16.3. PCS-Coreインターフェイス・ポートのPCS-Direct
2.4. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバー・ネイティブPHYのインテルStratix 10 FPGA IPコアの使用 x
2.4.1. PMA機能 2.4.2. PCS機能 2.4.3. 確定的レイテンシーの使用モデル 2.4.4. デバッグ機能
2.4.1. PMA機能 x
2.4.1.1. TX PMA使用モデル 2.4.1.2. RX PMA使用モデル
2.4.1.2. RX PMA使用モデル x
2.4.1.2.1. RXのマニュアルモードでの使用 2.4.1.2.2. RXの適応モードでの使用 2.4.1.2.3. RX PMA適応モードの設定 2.4.1.2.4. レジスターシーケンス
2.4.2. PCS機能 x
2.4.2.1. レシーバー・ワード・アライメント 2.4.2.2. レシーバーのクロック補償 2.4.2.3. エンコーディング/デコーディング 2.4.2.4. ディスパリティー・コントロールおよびチェックの実行 2.4.2.5. エンハンストPCSのFIFO動作 2.4.2.6. 極性反転 2.4.2.7. データ・ビットスリップ 2.4.2.8. ビット反転 2.4.2.9. バイト反転 2.4.2.10. ダブルレート転送モード 2.4.2.11. 非同期データ転送 2.4.2.12. 低レイテンシー
2.4.2.1. レシーバー・ワード・アライメント x
2.4.2.1.1. 標準PCSを使用したワード・アライメント 2.4.2.1.2. エンハンストPCSを使用したワード・アライメント
2.4.2.2. レシーバーのクロック補償 x
2.4.2.2.1. 標準PCSを使用したクロック補償 2.4.2.2.2. 標準PCSを使用したクロック補償
2.4.2.3. エンコーディング/デコーディング x
2.4.2.3.1. 8B/10Bエンコーダーおよびデコーダー 2.4.2.3.2. GbEおよびIEEE 1588v2に準拠したGbEの8B/10Bエンコーディング 2.4.2.3.3. 64B/66Bベースのプロトコル用のKR-FEC機能
2.4.2.4. ディスパリティー・コントロールおよびチェックの実行 x
2.4.2.4.1. 8B/10B TXディスパリティー・コントロール
2.4.2.5. エンハンストPCSのFIFO動作 x
2.4.2.5.1. エンハンストPCS FIFO動作
2.4.2.6. 極性反転 x
2.4.2.6.1. TXデータ極性反転 2.4.2.6.2. RXデータ極性反転
2.4.2.7. データ・ビットスリップ x
2.4.2.7.1. TXデータ・ビットスリップ 2.4.2.7.2. RXデータ・ビットスリップ
2.4.2.8. ビット反転 x
2.4.2.8.1. トランスミッター・ビット反転 2.4.2.8.2. レシーバービット反転
2.4.2.9. バイト反転 x
2.4.2.9.1. トランスミッター・バイト反転 2.4.2.9.2. レシーバーバイト反転
2.4.2.10. ダブルレート転送モード x
2.4.2.10.1. ワード・マーキング・ビット 2.4.2.10.2. ダブルレート転送モードの実装方法
2.4.2.11. 非同期データ転送 x
2.4.2.11.1. FPGAファブリック-トランシーバー転送 2.4.2.11.2. トランシーバー-FPGAファブリック転送
2.4.2.12. 低レイテンシー x
2.4.2.12.1. Basic (Standard PCS) での低レイテンシーのイネーブル方法 2.4.2.12.2. Basic (Enhanced PCS) での低レイテンシーのイネーブル方法
2.4.3. 確定的レイテンシーの使用モデル x
2.4.3.1. 位相測定FIFO
2.4.3.1. 位相測定FIFO x
2.4.3.1.1. 主な使用モデル 2.4.3.1.2. FIFOレイテンシーの計算
2.4.4. デバッグ機能 x
2.4.4.1. パターン・ジェネレーターとベリファイアー 2.4.4.2. PRBSソフト・アキュムレーター 2.4.4.3. ループバック 2.4.4.4. On-die Instrumentation
2.4.4.1. パターン・ジェネレーターとベリファイアー x
2.4.4.1.1. パターン・ジェネレーターとベリファイアーの使用モデル 2.4.4.1.2. 方形波パターン・ジェネレーター 2.4.4.1.3. PRBSジェネレーターとベリファイアー 2.4.4.1.4. PRBS制御およびステータスポート 2.4.4.1.5. PRBSジェネレーターとPRBSベリファイアーのイネーブルおよびディスエーブル
2.4.4.2. PRBSソフト・アキュムレーター x
2.4.4.2.1. PRBSソフト・アキュムレーターの使用モデル
2.4.4.3. ループバック x
2.4.4.3.1. ループバックのイネーブルおよびディスエーブル
2.4.4.4. On-die Instrumentation x
2.4.4.4.1. On-die Instrumentationの概要 2.4.4.4.2. ODIのイネーブル方法 2.4.4.4.3. 水平方向のアイ開口部のスキャン 2.4.4.4.4. 水平および垂直位相のスキャン 2.4.4.4.5. ODIのディスエーブル方法 2.4.4.4.6. 水平位相ステップのマッピング
2.5. トランシーバー・プロトコル用のPHY層の実装 x
2.5.1. PCI Express (PIPE） 2.5.2. Interlaken 2.5.3. イーサネット 2.5.4. CPRI
2.5.1. PCI Express (PIPE） x
2.5.1.1. PIPE用トランシーバー・チャネルのデータパス 2.5.1.2. サポートされているPIPE機能 2.5.1.3. PIPE Gen1、Gen2、Gen3モードでのTX PLLの接続方法 2.5.1.4. インテルStratix 10トランシーバーでのPCI Express (PIPE) の実装方法 2.5.1.5. PIPE用のネイティブPHY IPコアのパラメーター設定 2.5.1.6. PIPE用fPLL IPコアのパラメーター設定 2.5.1.7. PIPE用ATX PLL IPコアのパラメーター設定 2.5.1.8. PIPE用ネイティブPHY IPコアのポート 2.5.1.9. PIPE用fPLLポート 2.5.1.10. PIPE用のATX PLLのポート 2.5.1.11. TXディエンファシスのプリセットマッピング 2.5.1.12. PIPEコンフィグレーションにおけるチャネルの配置方法 2.5.1.13. Gen3のリンク・イコライゼーション 2.5.1.14. タイミング・クロージャーに関する推奨事項
2.5.1.2. サポートされているPIPE機能 x
2.5.1.2.1. Gen1/Gen2の機能 2.5.1.2.2. Gen3の機能
2.5.1.12. PIPEコンフィグレーションにおけるチャネルの配置方法 x
2.5.1.12.1. ボンディング・コンフィグレーションのマスターチャネル
2.5.2. Interlaken x
2.5.2.1. Interlakenコンフィグレーションのクロッキングおよびボンディング
2.5.2.1. Interlakenコンフィグレーションのクロッキングおよびボンディング x
2.5.2.1.1. x24クロック・ボンディングのシナリオ 2.5.2.1.2. TXマルチレーン・ボンディングおよびRXマルチレーン・デスキュー・アライメント・ステートマシン
2.5.3. イーサネット x
2.5.3.1. 10GBASE-R、IEEE 1588v2に準拠した10GBASE-R、およびKR FEC付き10GBASE-Rバリアント 2.5.3.2. KR FECバリアント付き40GBASE-R
2.5.3.1. 10GBASE-R、IEEE 1588v2に準拠した10GBASE-R、およびKR FEC付き10GBASE-Rバリアント x
2.5.3.1.1. 10GBASE-RでのXGMIIインターフェイス方式
2.5.4. CPRI x
2.5.4.1. CPRIラインレートの改訂 2.5.4.2. CPRI用のトランシーバー・チャネルのデータパスおよびクロッキング 2.5.4.3. CPRI用にサポートされている機能 2.5.4.4. 確定的レイテンシー
2.5.4.2. CPRI用のトランシーバー・チャネルのデータパスおよびクロッキング x
2.5.4.2.1. CPRI用のTX PLLの選択 2.5.4.2.2. オート・ネゴシエーション
2.5.4.3. CPRI用にサポートされている機能 x
2.5.4.3.1. CPRI用のマニュアル・モードのワードアライナー
2.7. ネイティブPHY IPコアのシミュレーション x
2.7.1. サードパーティーRTLシミュレーターを指定する方法 2.7.2. IPシミュレーションのスクリプティング 2.7.3. カスタム・シミュレーション・フロー
2.7.2. IPシミュレーションのスクリプティング x
2.7.2.1. 組み合わせたシミュレーターのセットアップ・スクリプトの生成 2.7.2.2. シミュレーション用の .doファイルの手順
2.7.3. カスタム・シミュレーション・フロー x
2.7.3.1. Simulation Library Compilerの使用方法 2.7.3.2. カスタム・シミュレーション・スクリプト
3. PLLおよびクロック・ネットワーク x
3.1. PLL 3.2. 入力リファレンス・クロック・ソース 3.3. トランスミッター・クロック・ネットワーク 3.4. クロック生成ブロック 3.5. FPGAファブリック-トランシーバー間のインターフェイス・クロッキング 3.6. ダブルレート転送モード 3.7. トランスミッター・データパス・インターフェイスのクロッキング 3.8. レシーバー・データパス・インターフェイスのクロッキング 3.9. チャネル・ボンディング 3.10. PLLカスケード・クロック・ネットワーク 3.11. PLLおよびクロック・ネットワークの使用 3.12. PLLおよびクロック・ネットワークの改訂履歴
3.1. PLL x
3.1.1. ATX PLL 3.1.2. fPLL 3.1.3. CMU PLL
3.1.1. ATX PLL x
3.1.1.1. ATX PLLとfPLLの間隔要件 3.1.1.2. GXTチャネルでのATX PLLの使用 3.1.1.3. ATX PLL GXおよびMCGBのGXT実装の使用制限 3.1.1.4. ATX PLL IPコアのインスタンス化 3.1.1.5. ATX PLL IPコアのパラメーター、設定、およびポート
3.1.2. fPLL x
3.1.2.1. fPLL IPコアのインスタンス化 3.1.2.2. fPLL IPコアの制約 3.1.2.3. fPLL IPコアのパラメーター、設定、およびポート
3.1.3. CMU PLL x
3.1.3.1. CMU PLL IPコアのインスタンス化 3.1.3.2. CMU PLL IPコアのパラメーター、設定、およびポート
3.2. 入力リファレンス・クロック・ソース x
3.2.1. 専用リファレンス・クロック・ピン 3.2.2. レシーバー入力ピン 3.2.3. 入力リファレンス・クロック・ソースとしてのPLLカスケード接続 3.2.4. リファレンス・クロック・ネットワーク 3.2.5. 入力リファレンス・クロックとしてのコアクロック
3.2.1. 専用リファレンス・クロック・ピン x
3.2.1.1. リファレンス・クロックI/O規格 3.2.1.2. Dedicated Reference Clock Pin Termination (XCVR_S10_REFCLK_TERM_TRISTATE)
3.3. トランスミッター・クロック・ネットワーク x
3.3.1. x1クロックライン 3.3.2. x6クロックライン 3.3.3. x24クロックライン 3.3.4. GXTクロック・ネットワーク 3.3.5. HCLKネットワーク
3.9. チャネル・ボンディング x
3.9.1. PMAボンディング 3.9.2. PMAおよびPCSボンディング 3.9.3. チャネルのボンディング方法の選択 3.9.4. スキューの計算方法
3.9.1. PMAボンディング x
3.9.1.1. x6/x24ボンディング
3.11. PLLおよびクロック・ネットワークの使用 x
3.11.1. ノンボンディング・コンフィグレーション 3.11.2. ボンディング・コンフィグレーション 3.11.3. PLLカスケード接続の実装 3.11.4. ミックスおよびマッチデザインの例
3.11.1. ノンボンディング・コンフィグレーション x
3.11.1.1. シングルチャネルx1ノンボンディング・コンフィグレーションの実装 3.11.1.2. マルチチャネルx1ノンボンディング・コンフィグレーションの実装 3.11.1.3. マルチチャネルx24ノンボンディング・コンフィグレーションの実装
3.11.2. ボンディング・コンフィグレーション x
3.11.2.1. x6/x24ボンディング・モードの実装
4. トランシーバー・チャネルのリセット x
4.1. リセットが必要なのはいつですか？ 4.2. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPの実装 4.3. どのようにしてリセットしますか？ 4.4. PCSリセット・ステータス・ポートの使用 4.5. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPの使用 4.6. ユーザーコード化されたリセット・コントローラーの使用 4.7. ステータス信号またはPLLロック信号とユーザーコード化されたリセット・コントローラーの合成 4.8. トランシーバー・チャネルのリセットの改訂履歴
4.3. どのようにしてリセットしますか？ x
4.3.1. 推奨リセットシーケンス 4.3.2. リセット信号およびパワーダウン信号の影響を受けるトランシーバー・ブロック
4.3.1. 推奨リセットシーケンス x
4.3.1.1. デバイスのパワーアップ後のトランスミッターのリセット 4.3.1.2. デバイス動作中のトランスミッターのリセット 4.3.1.3. パワーアップ後のレシーバーのリセット 4.3.1.4. デバイス動作中のレシーバーのリセット (Autoモード) 4.3.1.5. マニュアル・ロック・モードにおけるクロック・データ・リカバリー 4.3.1.6. 特別なTX PCSリセット・リリース・シーケンス
4.3.1.5. マニュアル・ロック・モードにおけるクロック・データ・リカバリー x
4.3.1.5.1. CDRマニュアル・ロック・モードのコントロール設定 4.3.1.5.2. CDRマニュアル・ロック・モードでのトランシーバーのリセット
4.3.1.6. 特別なTX PCSリセット・リリース・シーケンス x
4.3.1.6.1. Interlaken/BasicモードのTX Core FIFO 4.3.1.6.2. ダブルレート転送モードのイネーブル 4.3.1.6.3. TXギアボックス比*:67
4.5. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPの使用 x
4.5.1. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPのパラメーター化 4.5.2. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPのパラメーター 4.5.3. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPのインターフェイス 4.5.4. トランシーバーPHYリセット・コントローラー向けインテルStratix 10 FPGA IPのリソース使用率
4.6. ユーザーコード化されたリセット・コントローラーの使用 x
4.6.1. ユーザーコード化されたリセット・コントローラーの信号
5. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバーPHYアーキテクチャー x
5.1. PMAアーキテクチャー 5.2. エンハンストPCSアーキテクチャー 5.3. インテルStratix 10標準PCSのアーキテクチャー 5.4. インテルStratix 10 PCI Express Gen3 PCSのアーキテクチャー 5.5. GXTチャネルのPCSサポート 5.6. 方形波ジェネレーター 5.7. PRBSパターン・ジェネレーター 5.8. PRBSパターン・ベリファイアー 5.9. ループバック・モード 5.10. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバーPHYアーキテクチャーの改訂履歴
5.1. PMAアーキテクチャー x
5.1.1. トランスミッターPMA 5.1.2. レシーバーPMA
5.1.1. トランスミッターPMA x
5.1.1.1. シリアライザー 5.1.1.2. トランスミッター・バッファー
5.1.1.2. トランスミッター・バッファー x
5.1.1.2.1. 高速差動I/O 5.1.1.2.2. プログラマブル差動出力電圧 5.1.1.2.3. プログラマブル・プリエンファシス
5.1.2. レシーバーPMA x
5.1.2.1. レシーバーバッファー 5.1.2.2. クロック・データ・リカバリー (CDR) ユニット 5.1.2.3. デシリアライザー
5.1.2.1. レシーバーバッファー x
5.1.2.1.1. プログラマブル差動オンチップ終端 (OCT) 5.1.2.1.2. 信号検出器 5.1.2.1.3. 連続時間リニア・イコライゼーション (CTLE) 5.1.2.1.4. 可変ゲインアンプ (VGA) 5.1.2.1.5. アダプティブ・パラ​​メトリック・チューニング (ADAPT) エンジン 5.1.2.1.6. デシジョン・フィードバック・イコライゼーション (DFE) 5.1.2.1.7. On-Die Instrumentation
5.1.2.2. クロック・データ・リカバリー (CDR) ユニット x
5.1.2.2.1. Lock-to-Referenceモード 5.1.2.2.2. Lock-to-Dataモード 5.1.2.2.3. CDRロックモード
5.2. エンハンストPCSアーキテクチャー x
5.2.1. トランスミッター・データパス 5.2.2. レシーバーデータパス 5.2.3. RX KR FECブロック
5.2.1. トランスミッター・データパス x
5.2.1.1. TX Core FIFO 5.2.1.2. TX PCS FIFO 5.2.1.3. Interlakenフレーム・ジェネレーター 5.2.1.4. Interlaken CRC-32ジェネレーター 5.2.1.5. 64B/66Bエンコーダーおよびトランスミッター・ステートマシン (TX SM) 5.2.1.6. スクランブラー 5.2.1.7. Interlakenディスパリティー・ジェネレーター 5.2.1.8. TXギアボックス、TXビットスリップ、および極性反転 5.2.1.9. KR FECブロック
5.2.2. レシーバーデータパス x
5.2.2.1. RXギアボックス、RXビットスリップ、および極性反転 5.2.2.2. ブロック・シンクロナイザー 5.2.2.3. Interlakenディスパリティー・チェッカー 5.2.2.4. デスクランブラー 5.2.2.5. Interlakenフレーム・シンクロナイザー 5.2.2.6. 64B/66Bデコーダーおよびレシーバー・ステートマシン (RX SM) 5.2.2.7. 10GBASE-Rビットエラー・レート (BER) チェッカー 5.2.2.8. Interlaken CRC-32チェッカー 5.2.2.9. RX PCS FIFO 5.2.2.10. RX Core FIFO
5.2.2.9. RX PCS FIFO x
5.2.2.9.1. Phase Compensationモード 5.2.2.9.2. Registerモード
5.2.2.10. RX Core FIFO x
5.2.2.10.1. 位相補償モード 5.2.2.10.2. Registerモード 5.2.2.10.3. Basicモード 5.2.2.10.4. Interlakenモード 5.2.2.10.5. 10GBASE-Rモード
5.3. インテルStratix 10標準PCSのアーキテクチャー x
5.3.1. トランスミッター・データパス 5.3.2. レシーバーデータパス
5.3.1. トランスミッター・データパス x
5.3.1.1. TX Core FIFO 5.3.1.2. TX PCS FIFO 5.3.1.3. バイト・シリアライザー 5.3.1.4. 8B/10Bエンコーダー 5.3.1.5. 極性反転機能 5.3.1.6. TXビットスリップ
5.3.1.3. バイト・シリアライザー x
5.3.1.3.1. 結合バイト・シリアライザー 5.3.1.3.2. バイト・シリアライザー・ディスエーブル・モード 5.3.1.3.3. バイト・シリアライザーSerialize x2モード 5.3.1.3.4. バイト・シリアライザーSerialize x4モード
5.3.1.4. 8B/10Bエンコーダー x
5.3.1.4.1. 8B/10Bエンコーダーのコントロール・コード・エンコーディング 5.3.1.4.2. 8B/10Bエンコーダーのリセット状態 5.3.1.4.3. 8B/10Bエンコーダーのアイドル文字置換機能 5.3.1.4.4. 8B/10Bエンコーダーの現在のランニング・ディスパリティーの制御機能 5.3.1.4.5. 8B/10Bエンコーダーのビット反転機能 5.3.1.4.6. 8B/10Bエンコーダーのバイト反転機能
5.3.2. レシーバーデータパス x
5.3.2.1. ワードアライナー 5.3.2.2. RX極性反転機能 5.3.2.3. レートマッチFIFO 5.3.2.4. 8B/10Bデコーダー 5.3.2.5. PRBSベリファイアー 5.3.2.6. バイト・デシリアライザー 5.3.2.7. RX PCS FIFO 5.3.2.8. RX Core FIFO
5.3.2.1. ワードアライナー x
5.3.2.1.1. ビットスリップ・モードのワードアライナー 5.3.2.1.2. マニュアルモードのワードアライナー 5.3.2.1.3. 同期ステートマシン・モードのワードアライナー 5.3.2.1.4. 確定的レイテンシー・モードのワードアライナー 5.3.2.1.5. 各ワードアライナー・モードにおけるワードアライナーのパターン長 5.3.2.1.6. ワードアライナーのRXビット反転機能 5.3.2.1.7. ワードアライナーのRXバイト反転機能
5.3.2.4. 8B/10Bデコーダー x
5.3.2.4.1. 8B/10Bデコーダーのコントロール・コード・エンコーディング 5.3.2.4.2. 8B/10Bデコーダーのランニング・ディスパリティー・チェッカー機能
5.3.2.6. バイト・デシリアライザー x
5.3.2.6.1. バイト・デシリアライザー・ディスエーブル・モード 5.3.2.6.2. バイト・デシリアライザーDeserialize x2モード 5.3.2.6.3. バイト・デシリアライザーDeserialize x4モード 5.3.2.6.4. 結合バイト・デシリアライザー 5.3.2.6.5. バイト・オーダリングのレジスター-転送レベル (RTL) 5.3.2.6.6. RX側でのデータ伝播におけるバイト・シリアライザーの影響 5.3.2.6.7. ModelSimのバイト・オーダリングの分析
5.4. インテルStratix 10 PCI Express Gen3 PCSのアーキテクチャー x
5.4.1. トランスミッター・データパス 5.4.2. レシーバーデータパス 5.4.3. PIPEインターフェイス
5.4.1. トランスミッター・データパス x
5.4.1.1. TX Core FIFO 5.4.1.2. TX PCS FIFO 5.4.1.3. ギアボックス
5.4.2. レシーバーデータパス x
5.4.2.1. ブロック・シンクロナイザー 5.4.2.2. レートマッチFIFO 5.4.2.3. RX PCS FIFO 5.4.2.4. RX Core FIFO
5.4.3. PIPEインターフェイス x
5.4.3.1. 自動速度ネゴシエーション 5.4.3.2. クロック・データ・リカバリー・コントロール
6. リコンフィグレーション・インターフェイスおよびダイナミック・リコンフィグレーション x
6.1. チャネルおよびPLLブロックのリコンフィグレーション 6.2. リコンフィグレーション・インターフェイスとの相互作用 6.3. 複数のリコンフィグレーション・プロファイル 6.4. アービトレーション 6.5. ダイナミック・リコンフィグレーションにおける推奨事項 6.6. ダイナミック・リコンフィグレーション実行の手順 6.7. ダイレクト・リコンフィグレーション・フロー 6.8. Native PHY IPまたはPLL IPコア・ガイド・リコンフィグレーション・フロー 6.9. 特殊なケースでのリコンフィグレーション・フロー 6.10. アナログPMA設定の変更 6.11. ポートおよびパラメーター 6.12. 複数のIPブロックにわたってマージするダイナミック・リコンフィグレーション・インターフェイス 6.13. エンベデッド・デバッグ機能 6.14. タイミング・クロージャーに関する推奨事項 6.15. サポートされない機能 6.16. トランシーバー・レジスター・マップ 6.17. リコンフィグレーション・インターフェイスおよびダイナミック・リコンフィグレーションの改訂履歴
6.2. リコンフィグレーション・インターフェイスとの相互作用 x
6.2.1. リコンフィグレーション・インターフェイスからの読み出し 6.2.2. リコンフィグレーション・インターフェイスへの書き込み
6.3. 複数のリコンフィグレーション・プロファイル x
6.3.1. コンフィグレーション・ファイル 6.3.2. エンベデッド・リコンフィグレーション・ストリーマー
6.6. ダイナミック・リコンフィグレーション実行の手順 x
6.6.1. チャネル・リコンフィグレーション 6.6.2. PLLリコンフィグレーション
6.9. 特殊なケースでのリコンフィグレーション・フロー x
6.9.1. トランスミッターPLLの切り替え 6.9.2. リファレンス・クロックの切り替え 6.9.3. GXチャネルとGXTチャネル間のリコンフィグレーション
6.9.2. リファレンス・クロックの切り替え x
6.9.2.1. ATXリファレンス・クロックの切り替え 6.9.2.2. fPLLリファレンス・クロックの切り替え 6.9.2.3. CDRおよびCMUリファレンス・クロックの切り替え
6.13. エンベデッド・デバッグ機能 x
6.13.1. Native PHY Debug Master Endpoint (NPDME) 6.13.2. Optional Reconfiguration Logic
6.13.2. Optional Reconfiguration Logic x
6.13.2.1. ケイパビリティー・レジスター 6.13.2.2. コントロール・レジスターおよびステータスレジスター 6.13.2.3. PRBSソフト・アキュムレーター
7. キャリブレーション x
7.1. PreSICE (Precision Signal Integrity Calibration Engine) を使用したリコンフィグレーション・インターフェイスおよびアービトレーション 7.2. キャリブレーション・レジスター 7.3. パワーアップ・キャリブレーション 7.4. バックグラウンド・キャリブレーション 7.5. ユーザー・リキャリブレーション 7.6. キャリブレーションの改訂履歴
7.2. キャリブレーション・レジスター x
7.2.1. Avalon-MMインターフェイス・アービトレーション・レジスター 7.2.2. ユーザー・リキャリブレーション・イネーブル・レジスター 7.2.3. ケイパビリティー・レジスター 7.2.4. レート・スイッチ・フラグ・レジスター
7.2.2. ユーザー・リキャリブレーション・イネーブル・レジスター x
7.2.2.1. トランシーバー・チャネル・キャリブレーション・レジスター 7.2.2.2. ATX PLL/fPLL/CMU PLLキャリブレーション・レジスター
7.5. ユーザー・リキャリブレーション x
7.5.1. デュプレックス・チャネルのリキャリブレーション (PMA TXおよびPMA RXの両方) 7.5.2. デュプレックス・チャネルでのみのPMA RXのリキャリブレーション 7.5.3. デュプレックス・チャネルでのみのPMA TXのリキャリブレーション 7.5.4. シンプレックスTXの同じ物理チャネルへのマージなしのPMAシンプレックスRXのリキャリブレーション 7.5.5. シンプレックスRXの同じ物理チャネルへのマージなしのPMAシンプレックスTXのリキャリブレーション 7.5.6. シンプレックスTXがマージされた物理チャネルでのPMAシンプレックスRXのみのリキャリブレーション 7.5.7. シンプレックスRXがマージされた物理チャネルでのPMAシンプレックスTXのみのリキャリブレーション 7.5.8. fPLLのリキャリブレーション 7.5.9. ATX PLLのリキャリブレーション 7.5.10. TX PLLとして使用する場合のCMU PLLのリキャリブレーション
A. Lタイル/Hタイル・トランシーバー・レジスターの論理ビュー x
A.1. ATX_PLL論理レジスターマップ A.2. CMU_PLL論理レジスターマップ A.3. FPLL論理レジスターマップ A.4. チャネル論理レジスターマップ A.5. Lタイル/Hタイル・トランシーバー・レジスターの論理ビュー・レジスター・マップの改訂履歴
A.1. ATX_PLL論理レジスターマップ x
A.1.1. ATX PLL Calibration A.1.2. オプションのリコンフィグレーション・ロジックATX PLLのケイパビリティー A.1.3. オプションのリコンフィグレーション・ロジックATX PLLの制御およびステータス A.1.4. エンベデッド・ストリーマー (ATX PLL)
A.2. CMU_PLL論理レジスターマップ x
A.2.1. CDR/CMUおよびPMAキャリブレーション A.2.2. オプションのリコンフィグレーション・ロジックCMU PLLのケイパビリティー A.2.3. オプションのリコンフィグレーション・ロジックCMU PLLの制御およびステータス A.2.4. エンベデッド・ストリーマー (CMU PLL)
A.3. FPLL論理レジスターマップ x
A.3.1. fPLL Calibration A.3.2. オプションのリコンフィグレーション・ロジックfPLLのケイパビリティー A.3.3. オプションのリコンフィグレーション・ロジックfPLLの制御およびステータス A.3.4. エンベデッド・ストリーマー (fPLL)
A.4. チャネル論理レジスターマップ x
A.4.1. トランスミッターPMA論理レジスターマップ A.4.2. レシーバーPMA論理レジスターマップ A.4.3. パターン・ジェネレーターおよびチェッカー A.4.4. ループバック A.4.5. オプションのリコンフィグレーション・ロジックPHYのケイパビリティー A.4.6. オプションのリコンフィグレーション・ロジックPHYの制御およびステータス A.4.7. エンベデッド・ストリーマー (ネイティブPHY) A.4.8. スタティック極性反転 A.4.9. リセット A.4.10. CDR/CMUおよびPMAキャリブレーション
A.4.1. トランスミッターPMA論理レジスターマップ x
A.4.1.1. プリエンファシス A.4.1.2. VOD A.4.1.3. TX補償 A.4.1.4. スルーレート
A.4.2. レシーバーPMA論理レジスターマップ x
A.4.2.1. RX PMA A.4.2.2. RX PMA適応モードの設定 A.4.2.3. Manual CTLE A.4.2.4. Manual VGA A.4.2.5. Adaptation Controlの開始 A.4.2.6. Adaptation Controlの停止 A.4.2.7. 適応値の読み出し
A.4.3. パターン・ジェネレーターおよびチェッカー x
A.4.3.1. 方形波ジェネレーター A.4.3.2. PRBSジェネレーター A.4.3.3. PRBSベリファイアー A.4.3.4. PRBSベリファイアーに必要なその他のレジスター A.4.3.5. PRBSソフト・アキュムレーター
1. 概要
2. Lタイル/HタイルでのトランシーバーPHY層の実装
3. PLLおよびクロック・ネットワーク
4. トランシーバー・チャネルのリセット
5. インテルStratix 10 Lタイル/Hタイル・トランシーバーPHYアーキテクチャー
6. リコンフィグレーション・インターフェイスおよびダイナミック・リコンフィグレーション
7. キャリブレーション
A. Lタイル/Hタイル・トランシーバー・レジスターの論理ビュー

2.4.2.1.1. 標準PCSを使用したワード・アライメント

レシーバー・ワード・アライメントを実現するには、次のいずれかのモードで標準PCSのワードーアライナーを使用します。

  • RXデータ・ビットスリップ
  • マニュアルモード
  • Synchronous State Machine
  • Deterministic Latency Mode
  • GbE Modeでのワード・アライメント

RXビットスリップ

RXビットスリップを使用するには、Enable rx_bitslip portを選択し、ワードアライナー・モードをbit slipに設定します。これにより、rx_bitslip が入力コントロール・ポートとして追加されます。rx_bitslip のアクティブHighのエッジで、1度に1ビットがスリップします。rx_bitslip がトグルされると、ワードアライナーはすべてのアクティブHighのエッジごとに、1度に1ビットをスリップします。rx_bitslip 信号を少なくとも200 nsの間アサートして、低速シフトレジスターを通過するようにします。この機能は、rx_parallel_data の監視によって検証できます。

RXビットスリップ機能はオプションであり、イネーブルにすることも、イネーブルにしないこともできます。

図 35. 8ビットモードでのRXビットスリップ tx_parallel_data = 8'hbc
図 36. 10ビットモードでのRXビットスリップ tx_parallel_data = 10'h3bc
図 37. 16ビットモードでのRXビットスリップ tx_parallel_data = 16'hfcbc
図 38. 20ビットモードでのRXビットスリップ tx_parallel_data = 20'h3fcbc

詳細については、ビットスリップ・モードのワードアライナーの項を参照してください。

関連情報

マニュアルモードのワードアライナー

Intel Stratix 10 (L/H-Tile) Word Aligner Bitslip Calculatorを参照して、ワード・アライメント・パターンおよび長さに基づいて、アライメントを実現するために必要なスリップの数を計算します。このモードを使用するには、以下を実行します。

  1. RX word aligner modeをManual (FPGA Fabric controlled) にセットします。
  2. PCS-PMAのインターフェイス幅に応じて、RX word aligner pattern lengthオプションをセットします。
  3. RX word aligner pattern (hex) フィールドに16進数で値を入力します。

このモードでは、rx_patterndetect および rx_syncstatus が追加されます。Enable rx_std_wa_patternalign portオプションを選択して、rx_std_wa_patternalignをイネーブルすることができます。

注:
  • rx_patterndetect は、パターンマッチのたびにアサートされます。
  • rx_syncstatus は、ワードアライナーが同期を達成した後、rx_patterndetect がHighになった後に3 clkout サイクルでアサートされます。
  • rx_std_wa_patternalign は、再アライメントならびに再同期のためにアサートされます。
  • デザインに複数のチャネルがある場合は、rx_patterndetect、rx_syncstatus および、rx_std_wa_patternalign は、各ビットが1つのチャネルに対応するバスになります。

この機能は、rx_parallel_data の監視によって検証できます。

以下のタイミング図はポートの使用方法を説明しており、さまざまなコントロールおよびステータス信号の関係性を示しています。上側の波形では、最初の時点で rx_parallel_data は適切にアライメントしていません。これは、rx_std_wa_patternalign 信号のアサート後にアライメントします。下側の波形は、rx_parallel_data がアライメントされた後の rx_syncstatus 信号の動作を示します。

図 39. PCS-PMAのインターフェイス幅が8ビットの際のマニュアルモード tx_parallel_data ＝ 8'hBC、ワードアライナー・パターン ＝ 8'hBC

マニュアル・アライメント・モードでは、ワード・アライメント動作は rx_std_wa_patternalign 入力信号または rx_enapatternalign レジスターを用いてマニュアルで制御します。ワードアライナー動作は、rx_enapatternalign に対してレベル・センシティブです。ワードアライナーは、新しいワード境界に再アライメントするとごとに、rx_syncstatus 信号を1パラレル・クロック・サイクルの間アサートします。

注: 10ビットモードのみがレベル・センシティブです。8、16、および20ビットモードはエッジ・センシティブです。

詳細については、マニュアルモードのワードアライナーの項を参照してください。

同期ステートマシン・モードのワードアライナー

このモードを使用するには、

  • Enable TX 8B/10B encoderオプションを選択します。
  • Enable RX 8B/10B decoderオプションを選択します。

8B/10Bエンコーダーおよびデコーダーが以下のポートを追加します。

  • tx_datak
  • rx_datak
  • rx_errdetect
  • rx_disperr
  • rx_runningdisp
  1. RX word aligner modeをsynchronous state machineにセットします。
  2. PCS-PMAのインターフェイス幅に応じて、RX word aligner pattern lengthオプションをセットします。
  3. RX word aligner pattern (hex) フィールドに16進数で値を入力します。

RXワード・アライナー・パターンは、データパターンの8B/10Bでエンコードされたバージョンです。同期を実現するワード・アライメント・パターンの数 (LSBファースト)、同期を失わせる無効データワードの数、およびエラーカウントをデクリメントさせる有効データワードの数も指定することができます。このモードでは、rx_patterndetect および rx_syncstatus の2 つのポートが追加されます。

注:
  • rx_patterndetect は、パターンマッチのたびにアサートされます。
  • rx_syncstatus は、ワードアライナーが同期を達成した後、rx_patterndetect がHighになった後に3 clkout サイクルでアサートされます。
  • デザインに複数のチャネルがある場合は、tx_datak、rx_datak、rx_errdetect、rx_disperr、rx_runningdisp、rx_patterndetect、および rx_syncstatus は、各ビットが1つのチャネルに対応するバスになります。

この機能は、rx_parallel_data の監視によって検証できます。

図 40. PCS-PMAのインターフェイス幅が16ビットの際の同期ステートマシン・モード

詳細については、同期ステートマシン・モードのワードアライナーの項を参照してください。

CPRI用の確定的レイテンシー・モードのワードアライナー

ワードアライナーの確定的レイテンシー・ステートマシンは、ワード・アライメント処理において既知の遅延変動を減少させます。これは、デシリアライザーでワード境界をシリアルクロックの半サイクル (1UI) スリップさせることにより、自動的に同期し、またアライメントします。 ワードアライナーへの受信データは、ワード・アライメント・パターン (K28.5) の境界にアライメントされます。
図 41. ワードアライナーの確定的レイテンシー・ステートマシン

確定的レイテンシー・ステートマシン・モードを使用する際は、リセットシーケンスの完了後に rx_std_wa_patternalign をアサートしてパターン・アライメントを開始します。この信号は全てのケースでエッジトリガー信号です。ただし、ワードアライナーがマニュアルモードでPMA幅が10であり、さらに rx_std_wa_patternalign がレベル・センシティブである場合は例外となります。

図 42. 確定的レイテンシー・モードでのワードアライナーの16ビットの波形

ワードアライナーを使用したレイテンシーの計算

ワードアライナーを次のいずれかのモードで使用して、確定的なレイテンシーを実現できます。
  • Deterministic Latency State Machine (DLSM)
  • Synchronous State Machine (SSM)
  • マニュアルモード
  • RX Bitslipモード
表 85.  DLSMおよびRXビットスリップ・モードでのワードアライナー・レイテンシー
条件 レイテンシー
rx_std_bitslipboundarysel 19 がEVENの場合 定数
rx_std_bitslipboundarysel 19 がODDの場合 一定 + 1 UI
表 86.  SSMおよびマニュアルモードでのワードアライナー・レイテンシー
条件 レイテンシー
10ビットPMA 定数 (nsec) + (rx_std_bitslipboundarysel) * UI 20 (nsec)
20ビットPMA 定数 (nsec) + (19- rx_std_bitslipboundarysel) * UI20 (psec)
関連情報

GbEモードでのワード・アライメント

IEEE 1588v2プロトコルを使用するGbEおよびGbEのワードアライナーは、自動同期ステートマシン・モードにコンフィグレーションされています。

インテルQuartus Primeプロ・エディション開発ソフトウェアは、レシーバーが3つの連続した同期オーダーセットを受信した際に同期を示すよう、自動的に同期ステートマシンをコンフィグレーションします。同期オーダーセットは、/K28.5/コードグループとそれに続く奇数の有効な/Dx.y/コードグループです。レシーバーが同期を達成する最も迅速な方法は、3つの連続した{/K28.5/, /Dx.y/}オーダーセットを受信することです。

ネイティブPHY IPコアは、各チャネルの rx_syncstatus ポートにレシーバー同期ステータスの信号を送信します。rx_syncstatus ポートのHighは、レーンが同期されていることを示します。rx_syncstatus ポートのLowは、レーンの同期が失われていることを示します。レシーバーは、3つ以下の有効なコードグループによって区切られた3つの無効なコードグループを検出した際、またはリセットされた際に同期を失います。

表 87.  GbE用の同期ステートマシンのパラメーター設定
同期ステートマシンのパラメーター 設定
Number of word alignment patterns to achieve sync 3
Number of invalid data words to lose sync 3
Number of valid data words to decrement error count 3

次の図に、3つの連続したオーダーセットが rx_parallel_data によって送信された際にHighになった rx_syncstatus を示します。

図 43. Highのrx_syncstatus


19 rx_std_bitslipboundarysel を考慮しない場合、これらのワードアライナー・モードでは1 UIの非決定性があります。
20 UIは、シリアル・データレートの逆です。これらの定数は、PHYコンフィグレーションに基づいて異なる値を持ちます。期待値の詳細については、MySupportにお問い合わせください。rx_std_bitslipboundarysel 出力ステータスポートは、PCS-Coreインターフェイスで使用可能です。
レベル 2 の表題