教你如何進(jìn)行Xilinx SerDes調(diào)試

FPGA SERDES的應(yīng)用需要考慮到板級(jí)硬件，SERDES參數(shù)和使用，應(yīng)用協(xié)議等方面。由于這種復(fù)雜性，SERDES的調(diào)試工作對(duì)很多工程師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文將描述SERDES的一般調(diào)試方法，便于工程師準(zhǔn)確快速定位和解決問題。

1. 硬件檢測

硬件檢測可以分為原理圖/PCB檢查和板上硬件檢查。這一部分的工作相對(duì)簡單，但是很多時(shí)候問題是由這些看起來很不起眼的地方導(dǎo)致的。

a） 原理圖/PCB檢查

根據(jù)SERDES應(yīng)用手冊(cè)要求檢查原理圖和PCB設(shè)計(jì)。例如對(duì)于Xilinx 7系列GTX/GTH SERDES，可以參考UG476的Board Design Guidelines檢查原理圖和PCB設(shè)計(jì)。

b） 板上硬件檢查

使用示波器/萬用表等儀器設(shè)備實(shí)際測量板上硬件，確認(rèn)提供給SERDES的工作環(huán)境正常。

i. 檢查電源的電壓/精度/紋波/上電順序是否符合數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求。例如對(duì)于Xilinx 7系列GTX SERDES，需要對(duì)照DS182檢查。

ii. 檢查SERDES參考時(shí)鐘頻率/擺幅是否符合數(shù)據(jù)手冊(cè)的要求，以及參考時(shí)鐘的管腳位置是否正確。

iii. 物理通道的檢查，例如確認(rèn)AC耦合電容的容值是否正確，光模塊是否兼容，焊接是否正常。

2. 使用IBERT

IBERT是一個(gè)強(qiáng)有力的調(diào)試工具，可以用于調(diào)整參數(shù)設(shè)置和確認(rèn)系統(tǒng)余量，也可以用于故障現(xiàn)象判斷。IBERT在CORE generator里產(chǎn)生工程和BIT文件。將BIT文件下載到FPGA后，使用ChipScope Analyzer連接到FPGA上，就會(huì)出現(xiàn)IBERT的GUI調(diào)試界面。

a） 檢查PLL是否LOCK，如果沒有，需要檢查時(shí)鐘和電源。比如時(shí)鐘頻率是否正確，SERDES是否選擇了正確的時(shí)鐘源。

b） 將SERDES的TX和RX設(shè)為相同的數(shù)據(jù)pattern，例如PRBS-31。設(shè)置SERDES為Near-end PMA模式。如果這一步不能工作，檢查TX/RX極性是否反轉(zhuǎn)；檢查TXUSRCLK/TXUSRCLK2/RXUSRCLK/RXUSRCLK2上的時(shí)鐘頻率是否正常。通過這一步保證SERDES內(nèi)部工作正常。

c） 將SERDES設(shè)置為Far-end PMA和Far-end PCS模式，確認(rèn)遠(yuǎn)端設(shè)備的SERDES是否收發(fā)正常。通過這一步排除和時(shí)鐘OFFSET相關(guān)的問題。

d） 如果這些步驟工作正常，但是誤碼率很高，有可能是參數(shù)設(shè)置有問題。需要通過調(diào)整TX/RX的參數(shù)設(shè)置來解決。也可以通過EYE SCAN功能來得到最佳設(shè)置和判斷系統(tǒng)余量。

3. 通用的調(diào)試步驟