Eタイル ハードIPユーザーガイド: イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPおよび EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP

ダウンロード PDF
ID 683468
日付 5/17/2019
Public
ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. EタイルハードIPユーザーガイドについて 2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて 3. EタイルCPRI PHYについて 4. E-Tile Channel Placement Tool 5. EタイルハードIPユーザーガイド・アーカイブ 6. Eタイル ハードIPユーザーガイド改訂履歴
2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて x
2.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのサポート機能 2.2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP の概要 2.3. IPコア・デバイス・ファミリーおよびスピードグレードのサポート 2.4. IPコアの検証 2.5. リソース使用率 2.6. リリース情報 2.7. 基本の使い方 2.8. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP のパラメーター 2.9. 機能の説明 2.10. リセット 2.11. インターフェイスおよび信号 2.12. リコンフィグレーションおよびステータスレジスターの説明
2.3. IPコア・デバイス・ファミリーおよびスピードグレードのサポート x
2.3.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP デバイスファミリーのサポート 2.3.2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPデバイスのスピードグレード
2.4. IPコアの検証 x
2.4.1. シミュレーション環境 2.4.2. コンパイルのチェック 2.4.3. ハードウェアのテスト
2.7. 基本の使い方 x
2.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 2.7.2. IPコアのパラメーターおよびオプションの指定 2.7.3. 生成ファイルの構造 2.7.4. IPコアのデザインへの統合 2.7.5. IPコア・テストベンチ 2.7.6. フルデザインのコンパイル
2.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 x
2.7.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
2.7.4. IPコアのデザインへの統合 x
2.7.4.1. チャネル配置 2.7.4.2. ピン･アサインメント 2.7.4.3. クロック要件 2.7.4.4. 1588 PTP機能付きバリエーション用の外付けTime-of-Day-dayモジュール
2.7.4.1. チャネル配置 x
2.7.4.1.1. ガイドラインおよび制限
2.8. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP のパラメーター x
2.8.1. パラメーター・エディターのパラメーター 2.8.2. RTLパラメーター
2.9. 機能の説明 x
2.9.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのMAC 2.9.2. PCS、OTN、FlexE、およびカスタムPCSモード 2.9.3. オートネゴシエーションおよびリンク・トレーニング 2.9.4. TXおよびRX RS-FEC 2.9.5. PMAダイレクトモード 2.9.6. ダイナミック・リコンフィグレーション
2.9.1. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPのMAC x
2.9.1.1. MAC TXデータパス 2.9.1.2. MAC ＲXデータパス 2.9.1.3. PAUSEまたはプライオリティー・フロー・コントロール (PFC) を使用した輻輳およびフロー・コントロール 2.9.1.4. 一時停止制御および生成インターフェイス 2.9.1.5. 一時停止制御フレームのフィルタリング 2.9.1.6. リンク障害シグナリング 2.9.1.7. イーサネット送信の順序 2.9.1.8. 1588 Precision Time Protocolインターフェイス
2.9.1.1. MAC TXデータパス x
2.9.1.1.1. TXプリアンブル、スタート、およびSFD挿入 2.9.1.1.2. 送信元アドレスの挿入 2.9.1.1.3. Length/Typeフィールドの処理 2.9.1.1.4. フレームパディング 2.9.1.1.5. フレーム・チェック・シーケンス (CRC-32) の挿入 2.9.1.1.6. パケット間ギャップの生成と挿入
2.9.1.2. MAC ＲXデータパス x
2.9.1.2.1. RXプリアンブルのプロセシング 2.9.1.2.2. RX厳密SFDチェック 2.9.1.2.3. RX FCSチェック 2.9.1.2.4. RX不正形式パケットの処理 2.9.1.2.5. RXフレームからのPADバイトおよびFCSバイトの除去 2.9.1.2.6. RXアンダーサイズ・フレーム、オーバーサイズ・フレーム、および長さエラーのあるフレーム 2.9.1.2.7. パケット間ギャップ
2.9.1.3. PAUSEまたはプライオリティー・フロー・コントロール (PFC) を使用した輻輳およびフロー・コントロール x
2.9.1.3.1. XOFFフレーム送信をトリガーする条件 2.9.1.3.2. XOFFフレーム送信をトリガーする条件
2.9.1.6. リンク障害シグナリング x
2.9.1.6.1. リンク障害状態の判別
2.9.1.8. 1588 Precision Time Protocolインターフェイス x
2.9.1.8.1. イーサネット インテルFPGA IP 向けE タイル ハードIPを含む1588システムの実装 2.9.1.8.2. PTP送信機能 2.9.1.8.3. PTP受信機能 2.9.1.8.4. 1588 PTPバリエーション用の外付けTime-of-Dayモジュール 2.9.1.8.5. PTPタイムスタンプ形式およびTOD形式
2.9.2. PCS、OTN、FlexE、およびカスタムPCSモード x
2.9.2.1. PCS Onlyモード 2.9.2.2. OTNモード 2.9.2.3. FlexEモード 2.9.2.4. カスタムPCSモード
2.10. リセット x
2.10.1. リセットシーケンス
2.11. インターフェイスおよび信号 x
2.11.1. ユーザーロジックへのTX MACインターフェイス 2.11.2. ユーザーロジックへのRX MACインターフェイス 2.11.3. ユーザーロジックへのTX PCSインターフェイス 2.11.4. ユーザーロジックへのRX PCSインターフェイス 2.11.5. FlexEおよびOTNモードのTXインターフェイス 2.11.6. FlexEおよびOTNモードのRXインターフェイス 2.11.7. ユーザーロジックへのTXカスタムPCSインターフェイス 2.11.8. ユーザーロジックへのRXカスタムPCSインターフェイス 2.11.9. PMA Direct Interface 2.11.10. Custom Rate Interface 2.11.11. Deterministic Latency Interface 2.11.12. 1588 PTP Interface 2.11.13. イーサネット・リンクおよびトランシーバー信号 2.11.14. リコンフィグレーション・インターフェイスおよび信号 2.11.15. その他のステータスとデバッグ信号 2.11.16. リセット信号 2.11.17. クロック
2.11.14. リコンフィグレーション・インターフェイスおよび信号 x
2.11.14.1. 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 2.11.14.2. 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 2.11.14.3. RS-FECリコンフィグレーション・インターフェイス 2.11.14.4. PTPリコンフィグレーション・インターフェイス
2.11.17. クロック x
2.11.17.1. クロック・ネットワークのユースケース
2.11.17.1. クロック・ネットワークのユースケース x
2.11.17.1.1. シングル25Gイーサネット・チャネル (FEC付き) 2.11.17.1.2. シングル10Gイーサネット・チャネル (FECなし) 2.11.17.1.3. シングルFECブロック内の4つの25Gイーサネット・チャネル (FEC付き) 2.11.17.1.4. イーサネット25G x 4 (FECがオフ) 2.11.17.1.5. 10/25Gイーサネット・チャネル (PTP付き、外部AIBクロッキングなし) 2.11.17.1.6. 25Gイーサネット・チャネル (PTPおよび外部AIBクロッキング付き) 2.11.17.1.7. 100Gイーサネット (集約FEC付き)
2.12. リコンフィグレーションおよびステータスレジスターの説明 x
2.12.1. Auto NegotiationおよびLink Trainingレジスター 2.12.2. PHYレジスター 2.12.3. TX MACレジスター 2.12.4. RX MACレジスター 2.12.5. Pause and Priority- Based Flow Controlレジスター 2.12.6. TX Statistics Counterレジスター 2.12.7. RX Statistics Counterレジスター 2.12.8. 1588 PTP Registers 2.12.9. RS-FECレジスター 2.12.10. PMAレジスター
2.12.1. Auto NegotiationおよびLink Trainingレジスター x
2.12.1.1. ANLT Sequencer Config 2.12.1.2. ANLT Sequencer Status 2.12.1.3. Auto Negotiation Config Register 1 2.12.1.4. Auto Negotiation Config 2 2.12.1.5. Auto Negotiation Status Register 2.12.1.6. Auto Negotiation Config Register 3 2.12.1.7. Auto Negotiation Config Register 4 2.12.1.8. Auto Negotiation Config Register 5 2.12.1.9. Auto Negotiation Status Register 1 2.12.1.10. Auto Negotiation Status Register 2 2.12.1.11. Auto Negotiation Status Register 3 2.12.1.12. Auto Negotiation Status Register 4 2.12.1.13. Auto Negotiation Status Register 5 2.12.1.14. AN Channel Override 2.12.1.15. Link Training Config Register 1 2.12.1.16. Link Training Status Register 1 2.12.1.17. Link Training Config Register for Lane 0 2.12.1.18. Link Training Config Register for Lane 1 2.12.1.19. Link Training Config Register for Lane 2 2.12.1.20. Link Training Config Register for Lane 3
2.12.2. PHYレジスター x
2.12.2.1. PHY Module Revision ID 2.12.2.2. PHY Scratch Register 2.12.2.3. PHY Configuration 2.12.2.4. RX CDR PLL Locked 2.12.2.5. TX Datapath Ready 2.12.2.6. Frame Errors Detected 2.12.2.7. Clear Frame Errors 2.12.2.8. RX PCS Status for AN/LT 2.12.2.9. PCS Error Injection 2.12.2.10. Alignment Marker Lock 2.12.2.11. Change in RX PCS Deskew Status 2.12.2.12. BER Count 2.12.2.13. Transfer Ready (AIB reset) Status for EHIP, ELANE, and PTP Channels 2.12.2.14. EHIP, ELANE, and RS-FEC Reset Status 2.12.2.15. PCS Virtual Lane 0 2.12.2.16. PCS Virtual Lane 1 2.12.2.17. PCS Virtual Lane 2 2.12.2.18. PCS Virtual Lane 3 2.12.2.19. Recovered Clock Frequency in KHz 2.12.2.20. TX Clock Frequency in KHz 2.12.2.21. Configuration Fields for TX PLD 2.12.2.22. Status for TX PLDs 2.12.2.23. Status for Dynamic Deskew Buffer 2.12.2.24. Configuration for RX PLD Block 2.12.2.25. Configuration for RX PCS 2.12.2.26. BIP Counter 0 2.12.2.27. BIP Counter 1 2.12.2.28. BIP Counter 2 2.12.2.29. BIP Counter 3 2.12.2.30. BIP Counter 4 2.12.2.31. BIP Counter 5 2.12.2.32. BIP Counter 6 2.12.2.33. BIP Counter 7 2.12.2.34. BIP Counter 8 2.12.2.35. BIP Counter 9 2.12.2.36. BIP Counter 10 2.12.2.37. BIP Counter 11 2.12.2.38. BIP Counter 12 2.12.2.39. BIP Counter 13 2.12.2.40. BIP Counter 14 2.12.2.41. BIP Counter 15 2.12.2.42. BIP Counter 16 2.12.2.43. BIP Counter 17 2.12.2.44. BIP Counter 18 2.12.2.45. BIP Counter 19 2.12.2.46. Timer Window for Hi-BER Checks 2.12.2.47. Hi-BER Frame Errors 2.12.2.48. Error Block Count 2.12.2.49. Deskew Depth 0 2.12.2.50. Deskew Depth 1 2.12.2.51. Deskew Depth 2 2.12.2.52. Deskew Depth 3 2.12.2.53. RX PCS Test Error Count
2.12.3. TX MACレジスター x
2.12.3.1. TX MAC Module Revision ID 2.12.3.2. TX MAC Scratch Register 2.12.3.3. Link Fault Configuration 2.12.3.4. IPG Words to remove per Alignment Marker Period 2.12.3.5. Maximum TX Frame Size 2.12.3.6. TX MAC Configuration 2.12.3.7. EHIP TX MAC Feature Configuration 2.12.3.8. TX MAC Source Address Lower Bytes 2.12.3.9. TX MAC Source Address Higher Bytes
2.12.4. RX MACレジスター x
2.12.4.1. RX MAC Module Revision ID 2.12.4.2. RX MAC Scratch Register 2.12.4.3. Maximum RX Frame Size 2.12.4.4. RX CRC Forwarding 2.12.4.5. Link Fault Status 2.12.4.6. RX MAC Configuration 2.12.4.7. EHIP RX MAC Feature Configuration
2.12.5. Pause and Priority- Based Flow Controlレジスター x
2.12.5.1. TXSFC Module Revision ID 2.12.5.2. TX SFC Scratch Register 2.12.5.3. Enable TX Pause Ports 2.12.5.4. TX Pause Request 2.12.5.5. Enable Automatic TX Pause Retransmission 2.12.5.6. Retransmit Holdoff Quanta 2.12.5.7. Retransmit Pause Quanta 2.12.5.8. Enable TX XOFF 2.12.5.9. Enable Uniform Holdoff 2.12.5.10. Set Uniform Holdoff 2.12.5.11. Lower 4 bytes of the Destination address for Flow Control 2.12.5.12. Higher 2 bytes of the Destination address for Flow Control 2.12.5.13. Lower 4 bytes of the Source address for Flow Control frames 2.12.5.14. Higher 2 bytes of the Source address for Flow Control frames 2.12.5.15. TX Flow Control Feature Configuration 2.12.5.16. Pause Quanta 0 2.12.5.17. Pause Quanta 1 2.12.5.18. Pause Quanta 2 2.12.5.19. Pause Quanta 3 2.12.5.20. Pause Quanta 4 2.12.5.21. Pause Quanta 5 2.12.5.22. Pause Quanta 6 2.12.5.23. Pause Quanta 7 2.12.5.24. PFC Holdoff Quanta 0 2.12.5.25. PFC Holdoff Quanta 1 2.12.5.26. PFC Holdoff Quanta 2 2.12.5.27. PFC Holdoff Quanta 3 2.12.5.28. PFC Holdoff Quanta 4 2.12.5.29. PFC Holdoff Quanta 5 2.12.5.30. PFC Holdoff Quanta 6 2.12.5.31. PFC Holdoff Quanta 7 2.12.5.32. RXSFC Module Revision ID 2.12.5.33. RXSFC Scratch Register 2.12.5.34. Enable RX Pause Frame Processing 2.12.5.35. Forward Flow Control Frames 2.12.5.36. Lower 4 bytes of the Destination address for RX Pause Frames 2.12.5.37. Higher 2 bytes of the Destination address for RX Pause Frames 2.12.5.38. RX Flow Control Feature Configuration
2.12.6. TX Statistics Counterレジスター x
2.12.6.1. TX Statisticsレジスター
2.12.7. RX Statistics Counterレジスター x
2.12.7.1. RX Statisticsレジスター
3. EタイルCPRI PHYについて x
3.1. サポートしている機能 3.2. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP の概要 3.3. EタイルCPRI PHY デバイスファミリーのサポート 3.4. リソース使用率 3.5. リリース情報 3.6. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP コア デバイスのスピードグレードのサポート 3.7. 基本の使い方 3.8. パラメーター設定 3.9. 機能の説明 3.10. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP インターフェイス信号 3.11. レジスター
3.7. 基本の使い方 x
3.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 3.7.2. IPコアのパラメーターおよびオプションの指定 3.7.3. 生成ファイルの構造 3.7.4. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP チャネル配置 3.7.5. IPコア・テストベンチ 3.7.6. フルデザインのコンパイル
3.7.1. インテル® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 x
3.7.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
3.9. 機能の説明 x
3.9.1. CPRI PHY機能ブロック
3.9.1. CPRI PHY機能ブロック x
3.9.1.1. EタイルNative PHY 3.9.1.2. ソフト・リセット・シーケンサー 3.9.1.3. レイテンシー測定
3.9.1.3. レイテンシー測定 x
3.9.1.3.1. 確定的レイテンシーの計算
3.10. EタイルCPRI PHYインテルFPGA IP インターフェイス信号 x
3.10.1. クロック信号 3.10.2. TX MIIインターフェイス 3.10.3. RX MIIインターフェイス 3.10.4. 64B/66Bラインレートのステータス・インターフェイス 3.10.5. シリアルI/Oピン 3.10.6. リコンフィグレーション・インターフェイス (Avalon-MM)
3.10.6. リコンフィグレーション・インターフェイス (Avalon-MM) x
3.10.6.1. CPRI PHYリコンフィグレーション・インターフェイス 3.10.6.2. 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 3.10.6.3. RS-FECリコンフィグレーション・インターフェイス
3.11. レジスター x
3.11.1. PHYレジスター 3.11.2. CPRI PHYレジスター 3.11.3. PMAレジスター 3.11.4. RS-FECレジスター
3.11.3. PMAレジスター x
3.11.3.1. PMAキャリブレーション時間の最短化
1. EタイルハードIPユーザーガイドについて
2. イーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIPコアについて
3. EタイルCPRI PHYについて
4. E-Tile Channel Placement Tool
5. EタイルハードIPユーザーガイド・アーカイブ
6. Eタイル ハードIPユーザーガイド改訂履歴

2.11.4. ユーザーロジックへのRX PCSインターフェイス

PCS Onlyバリエーションのイーサネット インテルFPGA IP向けEタイル ハードIP RXクライアント・インターフェイスでは、メディア独立インターフェイス (MII) プロトコルを採用しています。

RX PCSはソースとして、クライアントはシンクとして受信方向で機能します。

表 27.  MII RXクライアント・インターフェイス信号インターフェイス信号はすべて、RXクロックによってクロッキングされます。信号名は標準のAvalon-ST信号で、わずかな違いによってバリエーションを示します。例 :
  • シングル10GE/25GEチャネルを持つバリアントの場合 : i_sl_rx_data
  • 1つ以上のチャネルを持つバリアントの場合 : i_sl_rx_data[n-1:0]
  • シングル100Eチャネルを持つバリアントの場合 : i_rx_data

信号名

 幅

説明

i_sl_clk_rx

i_sl_clk_rx[n-1:0]

i_clk_rx

各チャネルで1ビット

チャネルを駆動するIPコアのRXクロック。

o_sl_rx_mii_d

o_sl_rx_mii_d[n-1:0]

o_rx_mii_d

各チャネルで64ビット (10G/25G)

256 ビット (100G)

RX MIIデータ。データはMIIエンコーディングです。 i_rx_mii_d[7:0] では、IPコアによってイーサネット・リンク上で送信される最初のバイトを保持します。 i_rx_mii_d[0] では、IPコアによってイーサネット・リンクで送信された最初のビットを保持します。

RX MII valid信号の値が0の場合、またはRX validアラインメント・マーカー信号の値が1の場合、この信号の値は無効です。

o_sl_rx_mii_c

o_sl_rx_mii_c[n-1:0]

o_rx_mii_c

各チャネルで8ビット (10G/25G)

32ビット (100G)

 RX MII制御ビット。各ビットは、RX MIIデータ信号の1バイトに対応しています。例えば、 i_rx_mii_c[0] は i_rx_mii_d[7:0] に対応し、 i_rx_mii_c[1] は i_rx_mii_d[15:8] に相当します。

ビットの値が1の場合、対応するデータバイトは制御バイトです。ビットの値が0の場合、対応するデータバイトはデータです。

Start of Packetバイト (0xFB) 、End of Packetバイト (0xFD) 、Idleバイト (0x07) 、およびエラーバイト (0xFE) は制御バイトですが、プリアンブル・バイト、Start of Frame (SFD) バイト (0xD5) 、CRCバイト、およびペイロードバイトはデータバイトです。

RX MII valid信号の値が0、またはRX validアラインメント・マーカー挿入ビット信号の値が1の場合は、この信号の値は無効です。

o_sl_rx_mii_valid

o_sl_rx_mii_valid[n-1:0]

o_rx_mii_valid

各チャネルで1ビット RX MIIデータ、RX MII制御ビット、およびRX validアラインメント・マーカー信号が有効であることを示します。

o_sl_rx_mii_am_valid

o_sl_rx_mii_am_valid[n-1:0]

o_rx_mii_am_valid

各チャネルで1ビット IPコアがイーサネット・リンク上で有効なアラインメント・マーカーを受信したことを示します。

RX MII valid信号の値が0の場合、この信号の値は無効です。RX MII valid信号の値は、IPコアによるこの信号のアサート中に低下することがあります。

この信号は、PCS_ONLYモードで考慮されます。他のモードでは無視しても問題ありません。

o_sl_rx_pcs_fully_aligned

o_sl_rx_pcs_fully_aligned[n-1:0]

o_rx_pcs_fully_aligned

各チャネルで1ビット RX PCSでデータの受信準備ができたときにアサートします。
図 40. PCSモードのRXインターフェイスを使用したデータ受信

上の図で示しているのは、PCSモードのRXインターフェイスを使用してパケットをRX PCSから読み出す方法です。

  • パケットはMIIエンコードされています。
    • i_rx_mii_d 内の各バイトには、対応するビットが i_rx_mii_c 内にあり、そのバイトが制御バイトかデータバイトかが示されます。例えば、 o_rx_mii_c[2] は、 o_rx_mii_d[23:16] の制御ビットです。
  • データが有効なのは、 o_rx_mii_valid がHighの場合のみです。o_rx_mii_d および o_rx_mii_c バスの内容の定義は、 o_rx_mii_valid がLowの場合はされません。
  • PCSモードのRXインターフェイスのバイトオーダーは、MACクライアントのバイトオーダーと逆です。バイトの流れは右から左です。コアで受信する最初のバイトは i_rx_mii_d[7:0] です。
  • PCSモードのRXインターフェイスのビットオーダーは、MACクライアントのバイトオーダーと同じです。コアで受信する最初のバイトは o_rx_mii_d[0] です。
注: PCSモードのRXインターフェイスはSOP整列ではありません。新しいパケットの開始は、8で割り切れる任意のバイト位置からすることができます (PCSデータの転送は8バイトブロックです)。
表 28.  PCSモードのTXインターフェイスからのプリアンブルを備えた開始パケットブロックの読み出し
MIIデータ MII制御 イーサネット・パケット・バイト
o_rx_mii_d[7:0] 0xFB o_rx_mii_c[0] 1 Start of Packet
o_rx_mii_d[15:8] 0x55 o_rx_mii_c[1] 0 Preamble
o_rx_mii_d[23:16] 0x55 o_rx_mii_c[2] 0 Preamble
o_rx_mii_d[31:24] 0x55 o_rx_mii_c[3] 0 Preamble
o_rx_mii_d[39:32] 0x55 o_rx_mii_c[4] 0 Preamble
o_rx_mii_d[47:40] 0x55 o_rx_mii_c[5] 0 Preamble
o_rx_mii_d[55:48] 0x55 o_rx_mii_c[6] 0 Preamble
o_rx_mii_d[63:56] 0xD5 o_rx_mii_c[7] 0 SFD
図 41. アラインメント・マーカーの受信

o_rx_mii_am_valid は、RX PCSからのアラインメント・マーカーの到着を示します。アラインメント・マーカーは o_rx_mii_valid にも依存します。 o_rx_mii_validがLowの場合、 o_rx_mii_am_valid は無効です。

o_rx_mii_d および o_rx_mii_c バスの内容の定義は、o_rx_mii_valid がLowの場合はされません。これは、アラインメント・マーカーが64b/66bエンコーディングの一部ではなく、MIIと同等のものがないためです。

レベル 2 の表題