F タイルのアーキテクチャーと PMA および FEC Direct PHY IP のユーザーガイド

ID 683872
日付 6/26/2023
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ドキュメント目次

2.4.4. データパスのクロック拍

PMA FIFO インターフェイスの読み出しおよび書き込みの周波数により、標準拍またはカスタム拍のどちらが必要かが決まります。

  • 標準拍: PMA FIFO インターフェイスの読み出し周波数と書き込み周波数が同じで、0ppm の周波数デルタの場合に使用します。
  • カスタム拍: PMA FIFO インターフェイスの読み出し周波数と書き込み周波数が異なる場合、または同じ周波数でも周波数デルタが 0ppm を超える場合に使用します。
図 55. 標準拍とカスタム拍

サポートされるデータレートに関しては、PMA のデータレートを参照してください。

表 24.  データパスのクロックモードでサポートされるデータパスのクロック周波数と拍子
データパスのクロックモード コンフィグレーション データパスのクロック周波数 拍子

PMA クロックモード

(最大 906.25MHz)

PMA Direct

データパスのクロック周波数 = PMA クロック周波数

PMA クロック周波数 = ラインレート ÷ PMA 幅

TX および RX で標準拍を使用します (データは各クロックエッジで有効になります)。 15

システム PLL クロックモード

(最大 1GHz)

PMA Direct

ユースケースA: F タイルとリンク相手で同じリファレンス・クロックを共有するチップツーチップのアプリケーション

データパスのクロック周波数 ≥ (システム PLL 出力周波数)min。(システム PLL 出力周波数)min = PMA クロック周波数。

システム PLL 出力周波数 = PMA クロック周波数で、∆ppm = 0 の場合、TX および RX で標準拍を使用します (データは各クロックエッジで有効になります)。それ以外の場合は、カスタム拍を使用します。 16 17

ユースケースB: F タイルとリンク相手が同じリファレンス・クロックを共有しないアプリケーション

データパスのクロック周波数 ≥ (システム PLL 出力周波数)min。(システム PLL 出力周波数)min = (最大 ppm 18 ÷ 1000000 + 1) × PMA クロック周波数。

システム PLL クロックモード

(最大 1GHz)

FEC、PCS、および MAC を使用するその他のコンフィグレーション

データパスのクロック周波数 ≥ (システム PLL 出力周波数)min。(システム PLL 出力周波数)min = PMA クロック周波数。

例えば、10GbE-1 では、322.265625MHz 以上を使用します。25GbE-1 では 805.6640625Mhz 以上、50GbE-1 では 830.078125MHz 以上を使用します。

システム PLL 出力周波数 = PMA クロック周波数の場合、TX および RX で標準拍を使用します (データは、33 または 34 クロックサイクルの 32 クロックサイクルごとに有効です)。それ以外の場合は、カスタム拍を使用します。 19

1 つの 25Gbps PMA Direct PHY IP ポートの例 (PMA クロックモードを使用)

  • PMA インターフェイスとコア FIFO インターフェイス間のすべてのブロックは、PMA クロックで動作します。
  • トランスミッターでは、両側とも、PMA FIFO インターフェイスは TX PMA クロックによってクロックが提供されます。
  • レシーバーでは、両側とも、PMA FIFO インターフェイスは RX リカバリークロックによってクロックが提供されます。
  • 標準拍を使用します。TX および RX のデータは、PMA クロックの各クロックエッジで有効です。
図 56. 1 つの 25Gbps PMA Direct PHY IP ポートの例 (PMA クロックモードを使用)この F-Tile Clocking Tool のスクリーンショットは、PMA クロックモードを使用している 1 つの 25Gbps PMA Direct PHY IP ポートを示しています。

25Gbps イーサネットの例 (FEC ポートなし、オーバークロックされているシステム PLL クロックモードを使用)

  • PMA インターフェイスとコア FIFO インターフェイス間のすべてのブロックは、システム PLL クロックで動作します。
  • トランスミッターでは、PMA FIFO インターフェイスでシステム PLL ドメインから TX PMA クロックドメインへのクロック転送を実行します。
  • レシーバーでは、PMA FIFO インターフェイスで RX リカバリー・クロック・ドメインからシステム PLL ドメインへのクロック転送を実行します。コア・インターフェイスへのクロック提供方法については、 F-Tile Ethernet Intel® FPGA Hard IP User Guide を参照してください。
  • システム PLL のクロック周波数は PMA クロック周波数よりも速いため、データパスのクロックはオーバークロックされます。したがって、カスタム拍を使用する必要があります。
図 57. 25Gbps イーサネットの例 (FEC ポートなし、オーバークロックされているシステム PLL クロックモードを使用)この F-Tile Clocking Tool のスクリーンショットは、1 つの 25Gbps イーサネットを示しています。オーバークロックされているシステム PLL クロックモードを使用し、FEC ポートはありません。
15 TX PMA および TX デジタルブロックでは、ローカルクロックから派生する PMA クロックを使用します。RX PMA および RX デジタルブロックは、リカバリークロック (リンク相手のクロック) で実行されます。
16 ユースケースA: 標準拍は、TX PMA リファレンス・クロック、システム PLL リファレンス・クロック、およびリンク相手の TX リファレンス・クロックが同じクロックソースから提供されている (0ppm の周波数デルタ) 場合にのみ使用できます。システム PLL は最大周波数の 1Ghz に達するため、32Gbps では、標準拍のみを使用することができます (周波数の違いは許可されません。周波数デルタは 0ppm である必要があります)。
17 ユースケースB: システム PLL の周波数をオーバークロックし、TX PMA リファレンス・クロック、システム PLL リファレンス・クロック、およびリンク相手の TX リファレンス・クロック間の 0ppm を超える周波数デルタを補正する必要があります。32.0Gbps はサポートされません。システム PLL のクロックは、1GHz を超える速度で動作して、0ppm を超える周波数デルタを組み込む必要があります。
18

最大 ppm = 最大 ∆ppm ÷ 2

最大 ∆ppm = max(リンク相手の TX であるローカル RX のリカバリークロックとシステム PLL の間の ∆ppm、システム PLL と TX PMA の間の ∆ppm)

19 PCS および FEC のオーバーヘッドのため、データパスのクロックは、PMA クロックと比較してすでに約 3% オーバークロックされています。したがって、TX PMA リファレンス・クロック、システム PLL リファレンス・クロック、およびリンク相手の TX リファレンス・クロック間における 0ppm を超える周波数デルタは許可されます。