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 PIPE 0 ppm 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

2.5.1.2.1. Gen1/Gen2の機能

PIPEコンフィグレーションでは、各チャネルは、PHY-MAC層とトランシーバー・チャネルPCSおよびPMAブロックとの間でデータ、コントロール、およびステータス信号を転送するPIPEインターフェイス・ブロックを有しています。PIPEコンフィグレーションは、PIPE 2.0仕様に基づいています。PIPEコンフィグレーションを使用する場合には、ソフトIPを使用するPHY-MAC層をFPGAファブリックに実装する必要があります。

Gen1 (2.5 Gbps) とGen2 (5 Gbps) との間の動的切り替え

PIPEコンフィグレーションで、ネイティブPHY IPコアはPCIe仕様で規定されているRATE信号と機能的に等しい入力信号 pipe_rate[1:0] を提供します。この入力信号 pipe_rate[1:0] の値を2'b00から2'b01へ遷移させると、Gen1からGen2へのデータレートの切り替えを開始します。この入力信号を2'b01から2'b00へ遷移させると、Gen2からGen1へのデータレートの切り替えを開始します。

トランスミッターの電気的アイドルの生成

PIPEインターフェイス・ブロックは、電気的アイドルの入力信号がアサートされるとトランスミッター・バッファーを電気的アイドルステートにします。電気的アイドル時のトランスミッター・バッファーの差動モードおよびコモンモード出力電圧レベルは、PCIe Gen1およびGen2両方のデータレートのPCIe Base Specification 2.0に準拠しています。

PCIe仕様では、特定のパワーステートでトランスミッター・ドライバーが電気的アイドルとなる必要があります。異なるパワーステートで必要となる入力信号レベルの詳細については、パワーステート・マネジメントを参照してください。

パワーステート・マネジメント

消費電力を最小限にするために、物理層デバイスは、以下のパワーステートをサポートしている必要があります。

表 99.  PCIe仕様で定義されているパワーステート
パワーステート 説明
P0 パケットデータがPCIeリンクで転送されている際の通常動作ステートです。
P0s、P1、P2 PHY-MAC層が、これらの低消費電力ステートに遷移するよう物理層に指示します。

PIPEインターフェイスは、PIPEコンフィグレーションでコンフィグレーションされた各トランシーバー・チャネル用に pipe_powerdown 入力ポートを提供します。

PCIe仕様は、P0パワーステートが低消費電力ステートに遷移した際に、物理層デバイスが省電力措置を行うことを要求しています。インテルStratix 10トランシーバーには、低消費電力ステートでトランスミッター・バッファーを電気的アイドルモードにする以外の省電力措置は実装されていません。

コンプライアンス・パターン送信をサポートするための8B/10Bエンコーダーの使用

PCIeトランスミッターは、LTSSM (Link Training and Status State Machine) がPolling.Complianceサブステートに入るとコンプライアンス・パターンを送信します。Polling.Complianceサブステートは、トランスミッターがPCIeの電圧およびタイミングの仕様に電気的に準拠しているかを評価します。

レシーバーステータス

PCIe仕様では、PHYが3ビットのステータス信号 pipe_rx_status[2:0] のレシーバーステータスをエンコードする必要があります。このステータス信号は、PHY-MAC層の動作のために使用されます。PIPEインターフェイス・ブロックは、トランシーバー・チャネルのPCSおよびPMAブロックからステータス信号を受信し、pipe_rx_status[2:0] 信号のステータスをFPGAファブリックにエンコードします。この pipe_rx_status[2:0] 信号上のステータス信号のエンコーディングは、PCIe仕様に適合しています。

レシーバー検出

PIPEインターフェイス・ブロックは、受信検出動作のための入力信号 pipe_tx_detectrx_loopback を提供します。PCIeプロトコルは、LTSSMのDetectステート中にこの信号がHighであることを要求します。P1パワーステートで pipe_tx_detectrx_loopback 信号がアサートされると、PIPEインターフェイス・ブロックはそのチャネルのトランスミッター・ドライバーにコマンド信号を送信し、受信検出シーケンスを開始します。P1パワーステートでは、トランスミッター・バッファーは常に電気的アイドルステートである必要があります。コマンド信号を受信すると、受信検出回路はトランスミッター・バッファーの出力にステップ電圧を生成します。配線上のステップ電圧の時定数は、遠端にPCIe入力インピーダンス要件に準拠するアクティブなレシーバーがあれば、大きくなります。受信検出回路は、レシーバーが存在するかどうかを判断するためにこの時定数を監視します。

注: 受信検出回路を確実に機能させるために、オンチップ終端を使用する必要があります。さらに、シリアルリンクのACカップリング・キャパシター、およびシステムで使用されるレシーバー終端の値がPCIe Base Specification 2.0に適合している必要があります。

PIPEコアは、PIPE 2.0仕様にある通り、1ビットのPHYステータス信号 pipe_phy_status および3ビットのレシーバーステータス信号 pipe_rx_status[2:0] を提供し、レシーバーが検出されたかどうかを示します。

Gen1およびGen2のクロック補償

PIPE 0 ppm

PIPE仕様に則って、インテルStratix 10レシーバーチャネルは、アップストリームのトランスミッター・クロックとローカル・レシーバー・クロックとの間で最大±300 ppmまでのわずかなクロック周波数差異を補償するために、レートマッチFIFOを備えています。

PIPEクロックの補償にあたり、以下のガイドラインについて考慮します。

  • SKPオーダーセットで1つのスキップ (SKP) シンボルを挿入または削除します。
    注: SKPシンボルはK28.0としても表され、2つの通信ポート間の異なるビットレートを補償するために使用されます。
  • 削除後にSKPオーダーセット内のSKPシンボルの数に最小限度が課せられます。送信されるSKPオーダーセットは、単一のCOM (K28.5) シンボルとそれに続く3つのSKPシンボルで構成されます。削除後にオーダーセットが空のCOMケースを有することがあります。
  • 挿入後にSKPオーダーセットのSKPシンボル数に最大限度が課せられます。挿入後にオーダーセットが5つ以上のシンボルを有することがあります。
  • INSERT/DELETEケースでは、挿入または削除が発生したSKPオーダーセットのCOMシンボルにフラグステータスが生じます。
  • FULL/EMPTYケースでは、文字が挿入または削除された箇所にフラグステータスが生じます。
    注: PIPEインターフェイスは、フラグの値を適切な pipe_rx_status 信号に変換します。
  • PIPEモードは同期システムで使用できる「0 ppm」コンフィグレーション・オプションも有します。このコンフィグレーションでは、Rate Match FIFO Blockによるクロック補償は想定されていませんが、レイテンシーは最小限に抑えられます。
図 93. レートマッチ削除以下の図に、2つの/K28.0/ SKPシンボルを削除する必要があるケースのレートマッチ削除の例を示します。受信したSKPオーダーセット1つにつき、1つのみの/K28.0/ SKPシンボルが削除されます。
図 94. レートマッチ挿入以下の図に、2つのSKPシンボルを挿入する必要があるケースのレートマッチ挿入の例を示します。受信したSKPオーダーセット1つにつき、1つのみの/K28.0/ SKPシンボルが挿入されます。
図 95. レートマッチFIFOのフルPIPEモードのレートマッチFIFOは、FIFOがフルになる原因となったデータバイトを自動的に削除し、後続のデータバイトと同期的に pipe_rx_status[2:0] = 3'b101を駆動します。以下の図に、PIPEモードでのレートマッチFIFOのフル状態を示します。レートマッチFIFOはデータバイトD4を受信した後でフルになります。
図 96. レートマッチFIFOの空レートマッチFIFOは、FIFOが空になる原因となったデータバイトの後にEDBシンボルの/K30.7/ (9'h1FE) を自動的に挿入し、挿入した/K30.7/ (9'h1FE) と同期的に pipe_rx_status[2:0] = 3'b110を駆動します。以下の図に、PIPEモードでのレートマッチFIFOの空の状態を示します。レートマッチFIFOはデータバイトD3を読み出した後で空になります。

PIPEモードは同期システムで使用できる「0 ppm」コンフィグレーション・オプションも有しています。このコンフィグレーションではレートマッチFIFOによるクロック補償は想定されていませんが、レイテンシーは最小限に抑えられます。

PCIeリバース・パラレル・ループバック

PCIeリバース・パラレル・ループバックは、Gen1、Gen2、およびGen3データレートでのみ使用可能です。受信したシリアルデータは、レシーバーCDR、デシリアライザー、ワードアライナー、およびレートマッチFIFOバッファーを通過します。データは次にトランスミッター・シリアライザーにループバックされ、トランスミッター・バッファーを介して送出されます。受信したデータは、rx_parallel_data ポートを介してFPGAファブリックでも使用可能です。このループバック・モードは、PCIe仕様2.0に基づいています。インテルStratix 10デバイスは、このループバック・モードをイネーブルするための入力信号 pipe_tx_detectrx_loopback を提供します。

注: PIPEコンフィグレーションでサポートされるのは、このループバック・オプションのみです。
図 97. PCIeリバース・パラレル・ループバック・モードのデータパス
関連情報
レベル 2 の表題