F-Tile Serial Lite IV Intel® FPGA IPユーザーガイド

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ID 741328
日付 6/26/2023
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. F タイル トリプルスピード イーサネット インテル FPGA IPユーザーガイドについて 2. このコンパイラについて 3. スタートガイド 4. パラメーター設定 5. 機能の説明 6. Configuration Register Test 7. インターフェイスの信号 8. デザイン検討事項 9. タイミング制約 10. ソフトウェア・プログラミング・インターフェイス 11. ユーザーガイド・アーカイブ 12. F タイル トリプルスピード イーサネット インテル FPGA IP ユーザーガイド改訂履歴 A. イーサネットフレームのフォーマット B. シミュレーション・IIパラメーター
2. このコンパイラについて x
2.1. リリース情報 2.2. デバイスファミリー・サポート 2.3. 特性 2.4. 10/100/1000イーサネットMAC信号 2.5. の概略ブロック図 2.6. アプリケーション例 2.7. 検証 2.8. パフォーマンスおよびリソース使用率
2.7. 検証 x
2.7.1. オプティカル・プラットフォーム 2.7.2. 銅線プラットフォーム
3. スタートガイド x
3.1. Intel FPGA IPコアの紹介 3.2. Intel FPGA IPコアのインストールとライセンス 3.3. IPコアのパラメーターとオプションの指定 3.4. IP コアの生成された出力 () 3.5. Intel® FPGA IPコアのシミュレーション
3.2. Intel FPGA IPコアのインストールとライセンス x
3.2.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
3.4. IP コアの生成された出力 () x
3.4.1. Temperature Readingデザイン例のファイル
4. パラメーター設定 x
4.1. コア・コンフィグレーション 4.2. イーサネットMACオプション 4.3. FIFO Options 4.4. タイムスタンプのオプション 4.5. PCS/SGMIIオプション
5. 機能の説明 x
5.1. 10/100/1000 Mbps Ethernet MAC 5.2. オプションのPMAが組み込まれた1000BASE-X/SGMII PCS 5.3. Precise Time Management (高精度時刻管理) 5.4. 確定的レイテンシ
5.1. 10/100/1000 Mbps Ethernet MAC x
5.1.1. MACアーキテクチャー 5.1.2. MACインターフェイス 5.1.3. MAC送信データ・パス 5.1.4. MAC受信インタフェース 5.1.5. MAC送受信公称レイテンシー 5.1.6. FIFOバッファへの入力 5.1.7. 輻輳とフロー制御 5.1.8. マジック・パケット 5.1.9. ローカル・ループバックをイネーブルします。 5.1.10. MAC Reset 5.1.11. PHYマネジメント（MDIO） 5.1.12. 外部PHYへのMACの接続
5.1.3. MAC送信データ・パス x
5.1.3.1. IPペイロード・リアライメント 5.1.3.2. アドレスの挿入 5.1.3.3. フレーム・ペイロード・パディング 5.1.3.4. CRC-32の生成 5.1.3.5. パケット間ギャップ挿入 5.1.3.6. 半二重モードの衝突検出
5.1.4. MAC受信インタフェース x
5.1.4.1. プリアンブル処理 5.1.4.2. 半二重モードの衝突検出 5.1.4.3. アドレスチェック 5.1.4.4. フレーム・タイプ検証 5.1.4.5. ペイロード・パッドの削除 5.1.4.6. CRCのチェック 5.1.4.7. 長さのチェック 5.1.4.8. フレーム書き込み 5.1.4.9. IPペイロード・アライメント
5.1.4.3. アドレスチェック x
5.1.4.3.1. ユニキャスト・アドレス・チェック 5.1.4.3.2. マルチキャスト・アドレス解決
5.1.6. FIFOバッファへの入力 x
5.1.6.1. 受信FIFOスレッショルド 5.1.6.2. 送信FIFOスレッショルド 5.1.6.3. 送信FIFOバッファーのアンダーフロー
5.1.7. 輻輳とフロー制御 x
5.1.7.1. リモート・デバイス輻輳 5.1.7.2. 受信FIFOおよびローカル・デバイス輻輳
5.1.8. マジック・パケット x
5.1.8.1. スリープ・モード 5.1.8.2. マジック・パケット検出
5.1.11. PHYマネジメント（MDIO） x
5.1.11.1. MDIO接続 5.1.11.2. MACフレームのフォーマット
5.1.12. 外部PHYへのMACの接続 x
5.1.12.1. Gigabit Ethernet 5.1.12.2. プログラマブル10/100イーサネット 5.1.12.3. プログラマブル10/100/100イーサネット動作
5.2. オプションのPMAが組み込まれた1000BASE-X/SGMII PCS x
5.2.1. 1000BASE-X/SGMII PCS only 5.2.2. MAC送信動作 5.2.3. MAC受信動作 5.2.4. Transmit and Receive Latencies 5.2.5. GMIIコンバーター 5.2.6. SGMIIコンバーター 5.2.7. オート・ネゴシエーション 5.2.8. 10ビット・インターフェイス 5.2.9. 1000BASE-X/SGMII PCS信号
5.2.2. MAC送信動作 x
5.2.2.1. フレーム・カプセル化 5.2.2.2. 8B/10Bエンコーディング
5.2.3. MAC受信動作 x
5.2.3.1. カンマ検出 5.2.3.2. 8b/10bデコーディング 5.2.3.3. フレームの非カプセル化 5.2.3.4. 同期化 5.2.3.5. キャリア検知 5.2.3.6. 衝突検出
5.2.6. SGMIIコンバーター x
5.2.6.1. 送信 5.2.6.2. 受信
5.2.7. オート・ネゴシエーション x
5.2.7.1. 1000BASE-Xオート・ネゴシエーション 5.2.7.2. SGMIIオート・ネゴシエーション
5.3. Precise Time Management (高精度時刻管理) x
5.3.1. IEEE 1588v2 がサポートする構成 5.3.2. IEEE 1588v2の機能 5.3.3. IEEE 1588v2のアーキテクチャー 5.3.4. IEEE送信データ・パス 5.3.5. IEEE1588v2受信データパス 5.3.6. IEEEフレームのフォーマット
5.3.6. IEEEフレームのフォーマット x
5.3.6.1. IEEE 802.3のPTPパケット 5.3.6.2. UDP/IPv4を経由したPTPパケット 5.3.6.3. UDP/IPv6を経由したPTPパケット
6. Configuration Register Test x
6.1. MAC 構成レジスタ空間 6.2. PCS コンフィギュレーション レジスタ空間 6.3. レジスタの初期化
6.1. MAC 構成レジスタ空間 x
6.1.1. 基本構成レジスタ (Dword オフセット 0x00 – 0x17) 6.1.2. 統計カウンター (Dword オフセット 0x18 – 0x38) 6.1.3. 送信および受信コマンド レジスタ (Dword オフセット 0x3A ～ 0x3B) 6.1.4. 補助アドレス (Dword オフセット 0xC0 – 0xC7) 6.1.5. IEEE 1588v2 機能 (Dword オフセット 0xD0 – 0xD6) 6.1.6. 確定的レイテンシー (Dword オフセット 0xE1 ～ 0xE3) 6.1.7. IEEE 1588v2 機能 PMA 遅延
6.1.1. 基本構成レジスタ (Dword オフセット 0x00 – 0x17) x
6.1.1.1. Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x02)
6.2. PCS コンフィギュレーション レジスタ空間 x
6.2.1. Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x00) 6.2.2. CvP Statusレジスター (バイトオフセット: 0x01) 6.2.3. 0x05モードでのDev_AbilityおよびPartner_Abilityレジスタービットの説明 6.2.4. An_Expansionレジスター（ワードオフセット0x06） 6.2.5. Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x14)
6.2.3. 0x05モードでのDev_AbilityおよびPartner_Abilityレジスタービットの説明 x
6.2.3.1. 1000BASE-X 6.2.3.2. SGMII MAC モードオートネゴシエーション 6.2.3.3. SGMII PHY Mode Auto Negotiation
6.3. レジスタの初期化 x
6.3.1. Triple-Speed Ethernet MII/GMIIを備えたシステム 6.3.2. Triple-Speed Ethernet SGMIIを使用したシステム 6.3.3. Triple-Speed Ethernet 1000BASE-Xインターフェースを備えたシステム
7. インターフェイスの信号 x
7.1. インターフェイス信号 7.2. TimingTiming
7.1. インターフェイス信号 x
7.1.1. 10/100/1000イーサネットMAC信号 7.1.2. 10/100/1000イーサネットMAC信号 7.1.3. 1000BASE-X/SGMII PCSを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 7.1.4. 1000BASE-X/SGMII PCSおよびPMAを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 7.1.5. 1000BASE-X/SGMII PCSを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 7.1.6. IEEE 1588v2 を使用した内部 FIFO バッファなしの 10/100/1000 イーサネット MAC 、1000BASE-X/SGMII 2XTBI PCS、および組み込みシリアル PMA 信号 7.1.7. 1000BASE-X/SGMII PCSを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 7.1.8. 1000BASE-X/SGMII PCSおよびPMAを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 7.1.9. 1000BASE-X/SGMII PCSとエンベデッドPMAを備えた10/100/1000マルチ・ポート・イーサネットMACの信号 7.1.10. 1000BASE-X/SGMII PCS信号 7.1.11. 1000BASE-X/SGMII PCS信号 7.1.12. 1000BASE-X/SGMII PCSとPMAの信号
7.1.1. 10/100/1000イーサネットMAC信号 x
7.1.1.1. クロック信号とリセット信号 7.1.1.2. クロック・イネーブラ信号 7.1.1.3. MACコントロール・インターフェイス信号 7.1.1.4. MACステータス信号 7.1.1.5. MAC受信インターフェイス信号 7.1.1.6. MAC送信インターフェイス信号 7.1.1.7. ポーズおよびマジック・パケット信号 7.1.1.8. MII/GMII/RGMII信号 7.1.1.9. PHY管理信号 7.1.1.10. MACステータス信号
7.1.2. 10/100/1000イーサネットMAC信号 x
7.1.2.1. マルチポートMACクロックとリセット信号 7.1.2.2. MAC受信インターフェイス信号 7.1.2.3. MAC送信インターフェイス信号 7.1.2.4. MACパケット分類信号 7.1.2.5. MAC FIFOステータス信号
7.1.3. 1000BASE-X/SGMII PCSを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 x
7.1.3.1. UFM インターフェイス信号 7.1.3.2. ステータスLEDコントロール信号 7.1.3.3. SERDESコントロール信号 7.1.3.4. ECCステータス信号
7.1.4. 1000BASE-X/SGMII PCSおよびPMAを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 x
7.1.4.1. GMIIクロック信号 7.1.4.2. F タイル トランシーバーのダイレクト PHY 信号
7.1.6. IEEE 1588v2 を使用した内部 FIFO バッファなしの 10/100/1000 イーサネット MAC 、1000BASE-X/SGMII 2XTBI PCS、および組み込みシリアル PMA 信号 x
7.1.6.1. 確定的なレイテンシークロック信号 7.1.6.2. IEEE 1588v2RXタイムスタンプ信号 7.1.6.3. IEEE 1588v2 Ingress Receive Signals 7.1.6.4. IEEE 1588v2TXタイムスタンプ要求信号 7.1.6.5. IEEE 1588v2 TX Insert Control Timestamp Signals 7.1.6.6. IEEE 1588v2 Time-of-Day (TOD) クロック インターフェイス信号 7.1.6.7. IEEE 1588v2PCS位相測定クロック信号
7.1.8. 1000BASE-X/SGMII PCSおよびPMAを備えた10/100/1000イーサネットMACの信号 x
7.1.8.1. 1.25 Gbpsシリアル・インターフェイス 7.1.8.2. トランシーバーNative PHYポート 7.1.8.3. インテル LVDSトランスミッターおよび受信機のSoft-CDRI/O信号
7.1.10. 1000BASE-X/SGMII PCS信号 x
7.1.10.1. PCSコントロール・インターフェイス信号 7.1.10.2. トランシーバー・リセット信号 7.1.10.3. MII/GMIIクロックおよびクロック・イネーブラ 7.1.10.4. GMII 7.1.10.5. MII 7.1.10.6. SGMIIステータス信号
7.1.11. 1000BASE-X/SGMII PCS信号 x
7.1.11.1. クロック・イネーブル 7.1.11.2. PCSリコンフィグレーション信号 7.1.11.3. TBI インターフェイス信号
7.2. TimingTiming x
7.2.1. Avalon Streamingインターフェイス 7.2.2. Avalon Streamingインターフェイス 7.2.3. GMII送信 7.2.4. GMII受信 7.2.5. RGMII送信 7.2.6. RGMII受信 7.2.7. MII送信 7.2.8. MII受信 7.2.9. IEEE 1588v2インターフェイス
8. デザイン検討事項 x
8.1. PCS および組み込み PMA を使用したマルチポート MAC のクロック リソースの最適化 8.2. LVDS Soft-CDR I/O を備えたデバイスでの PLL の共有 8.3. 新しいユーザー インターフェイスでの公開ポート 8.4. 2XTBI PCS および組み込み PMA を使用した MAC のクロッキング スキーム
8.1. PCS および組み込み PMA を使用したマルチポート MAC のクロック リソースの最適化 x
8.1.1. LVDS Soft-CDR I/Oを備えたデバイス内のMACとPMA/PCS
9. タイミング制約 x
9.1. 入力クロック制約 9.2. レシーバークロックの周波数
10. ソフトウェア・プログラミング・インターフェイス x
10.1. ドライバーのアーキテクチャ 10.2. ディレクトリー構造 10.3. PHY定義 10.4. 複数のSG-DMAディスクリプタの使用 10.5. ジャンボフレームの使用 10.6. API関数 10.7. 定数
10.6. API関数 x
10.6.1. alt_tse_mac_get_common_speed() 10.6.2. alt_tse_mac_set_common_speed() 10.6.3. alt_tse_phy_add_profile() 10.6.4. alt_tse_system_add_sys() 10.6.5. triple_speed_イーサネット_init() 10.6.6. tse_mac_close() 10.6.7. tse_mac_raw_send() 10.6.8. tse_mac_setGMII mode() 10.6.9. tse_mac_setMIImode() 10.6.10. tse_mac_SwReset()
A. イーサネットフレームのフォーマット x
A.1. Ethernetフレームのフォーマット A.2. VLANフレームとスタックVLANフレーム A.3. ポーズ・フレームのフォーマット
A.3. ポーズ・フレームのフォーマット x
A.3.1. ポーズ・フレームの生成
B. シミュレーション・IIパラメーター x
B.1. 機能コンフィグレーション・パラメーター B.2. テスト・コンフィグレーション・パラメーター
1. F タイル トリプルスピード イーサネット インテル FPGA IPユーザーガイドについて
2. このコンパイラについて
3. スタートガイド
4. パラメーター設定
5. 機能の説明
6. Configuration Register Test
7. インターフェイスの信号
8. デザイン検討事項
9. タイミング制約
10. ソフトウェア・プログラミング・インターフェイス
11. ユーザーガイド・アーカイブ
12. F タイル トリプルスピード イーサネット インテル FPGA IP ユーザーガイド改訂履歴
A. イーサネットフレームのフォーマット
B. シミュレーション・IIパラメーター

5.4. 確定的レイテンシ

このドキュメント全体で使用される決定的レイテンシー (DL) という用語は、エラスティック FIFO (EFIFO) と PMA ピンの間の遅延を正確に決定する機能を指します。

Eタイルデバイスの確定的レイテンシー測定方法のベースとなる考え方では、時間測定を行うタイミングは、特定のワードがPMAに対するインターフェイスにあるときや、同じワードがFPGAコアにあるときです。この2つのイベント間の時間差がPMA伝搬遅延に追加されると、FPGAコアとシリアルピン間の合計レイテンシーが決まります。このような計算に本質的に含まれるのは、中間ロジック、FIFO、および他のすべての効果が原因で起こる遅延すべてです。

図 43. Cyclone Vの上位レベルのブロック図
オンにする必要があります タイムスタンプを有効にする そして F タイル トランシーバーの動的再構成を有効にする (システム クロック モード) DL 機能を有効にする F タイル デバイス オプションの場合。
注: 確定的遅延機能は、1000BASE-X/SGMII 2XTBI PCS バリアントを備えた内部 FIFO のない 10/100/1000Mb イーサネット MAC でのみサポートされます。
表 27.  決定的レイテンシパラメーターの説明 Triple-Speed Ethernet この表は、決定論的レイテンシ測定のパラメーターの説明を示しています。 Triple-Speed Ethernet 使用事例。
項目 値 Description
サンプリング_clk 期間 4.375 ns未満 サンプリングクロックの周期(i_dl_sampling_clk) 228.571429 MHz。
UI周期 0.8 ns未満 単位間隔の期間。
並列クロック 20 UI 最小は1パラレル・クロックサイクル
tx_遅延 (TxDL) EFIFO-DL レジスタ 0xE2[20:0] からの読み取り

TX 遅延値 (入力) サンプリング_clk サイクル、固定小数点形式 Q13.8。

ビット [20:8] は整数、ビット [7:0] は小数です。

例えば、 tx_遅延 = 0x27F4、

ビット [20:8] = 0x27 (予約済みビット)†

ビット [7:0] = 0xF4 (予約済みビット)†

したがって、 tx_遅延 = 39.953125 クロック サイクル。

rx_遅延 (RxDL) EFIFO-DL レジスタ 0xE3[20:0] からの読み取り

RX 遅延値 サンプリング_clk サイクル、固定小数点形式 Q13.8。

ビット [20:8] は整数、ビット [7:0] は小数です。

例えば、 rx_遅延 = 0x27F4、

ビット [20:8] = 0x27 (予約済みビット)†

ビット [7:0] = 0xF4 (予約済みビット)†

したがって、 tx_遅延 = 39.953125 クロック サイクル。

表 28.  決定的な遅延測定 Triple-Speed Ethernet この表は、1G および 100M バリアントの TX および RX 遅延の計算を示しています。
製品タイプ レイテンシー (ns) レイテンシー (ns)
1G/100M TxDL * (サンプリングクロック 周期 (ns)/(2^8) RxDL * (サンプリングクロック 周期 (ns)/(2^8)
注:
  1. DL ソフト レジスタ 0xE2 および 0xE3 からそれぞれ TX/RX DL 値を読み取り、TX/RX レイテンシを計算します。
  2. TX および RX レイテンシを 2 倍して 16 ビット ナノ秒および 16 ビットの小数ナノ秒形式に変換します。16 または65536。
  3. レイテンシー値と TX/RX PMA 遅延値 (ナノ秒および端数ナノ秒単位)。
  4. 計算された 16 ビット値を次のようにプログラムします。 Triple-Speed Ethernet 登録する。
    1. 下位 16 ビットの TX レイテンシ値を TSE MAC レジスタ 0xD1 にプログラムします。これは TX fns 値です。
    2. 上位 16 ビットの TX レイテンシ値を TSE MAC レジスタ 0xD2 にプログラムします。これは TX ns 値です。
    3. 下位 16 ビットの RX レイテンシ値を TSE MAC レジスタ 0xD4 にプログラムします。これは RX fns 値です。
    4. 上位 16 ビットの RX レイテンシ値を TSE MAC レジスタ 0xD5 にプログラムします。これは RX ns 値です。
関連情報
レベル 2 の表題