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

6.2. PCS コンフィギュレーション レジスタ空間

このセクションでは、PCS レジスタについて説明します。レジスタを使用して、PCS 機能を設定したり、そのステータスを取得したりできます。
注: MAC および PCS のバリエーションでは、PCS レジスタが MAC レジスタ空間を占有し、MAC 32 ビット経由でこれらのレジスタにアクセスします。 アヴァロン メモリマップド制御インターフェイス。 PCS レジスタは 16 ビット幅であるため、下位 16 ビットのみを占有し、上位 16 ビットは 0 に設定されます。このバリエーションにおける最初の PCS レジスタのオフセットは、dword オフセット 0x80 にマップされます。

IP カタログ フローを使用して IP をインスタンス化する場合は、ワード アドレス指定を使用してレジスタ スペースにアクセスします。 MAC および PCS のバリエーションをインスタンス化するときは、PCS ワード オフセットを最初の PCS のオフセットに追加することにより、PCS レジスタを MAC レジスタ空間内のそれぞれの dword オフセットにマップします。例えば、

  • PCS のみのバリエーションでは、 if_mode ワードオフセット 0x14 にレジスタを登録します。
  • fMAC および PCS のバリエーションでは、 if_mode MAC レジスタ空間に登録します。
    • 最初の PCS レジスタのオフセット = 0x80
    • if_mode ワードオフセット = 0x14
    • if_mode dword オフセット = 0x80 + 0x14 = 0x94

を使用して MAC および PCS バリエーションをインスタンス化すると、 プラットフォーム・デザイナー システムでは、バイト アドレス指定を使用してレジスタ空間にアクセスします。 dword オフセットを 4 で乗算して、dword オフセットをバイト オフセットに変換します。たとえば、次のようにします。

  • MAC レジスタの場合:
    • コマンド構成 dword オフセット = 0x02
    • コマンド構成 バイトオフセット = 0x02 × 4 = 0x08
  • PCS レジスタの場合は、dword オフセットをバイト オフセットに変換する前に、レジスタを MAC レジスタ空間の dword オフセットにマップします。
    • if_mode ワードオフセット = 0x14
    • if_mode dword オフセット = 0x80 + 0x14 = 0x94
    • if_mode バイトオフセット = 0x94 × 4 = 0x250
表 38.  PCSコンフィギュレーション・レジスタ
ワードオフセット レジスター名 R/W 説明 HW Reset
0x00 control RW PCSファンクションを制御およびコンフィグレーションするには、このレジスターのビットを使用します。 0x1140
0x01 ステータスステータス RO PCSファンクションの動作に関する情報を提供します。 0x0089
0x02 phy_identifier RO 32 ビット PHY 識別レジスタ。このレジスタは、 PHY ID パラメーター。ビット 31:16 はワード オフセット 0x02 に書き込まれます。ビット 15:0 はワード オフセット 0x03 に書き込まれます。 0x0101
0x03 0x0101
0x04

dev_ability

RW

このレジスタを使用して、自動ネゴシエーション中にデバイスの機能をリンク パートナーにアドバタイズします。 SGMII MAC モードでは、PHY はオートネゴシエーション中にこのレジスタを使用しません。

0x01A0
0x05

partner_ability

RO

オート・ネゴシエーション中にリンク・パートナによって通知されたデバイス機能が含まれます。

0x0000
0x06

an_expansion

RO

PCSファンクションの機能およびオート・ネゴシエーション・ステータスが含まれます。

0x0000
0x07 device_next_page RO これらのレジスターは、常に0x0000に設定されます。また、レジスターへの書き込みアクセスはすべて無視されます。 0x0000
0x08 partner_next_page 0x0000
0x09 master_slave_cntl 0x0000
0x0A master_slave_stat 0x0000
0x0B – 0x0E Reserved — — —
0x0F extended_status RO PCSファンクションは拡張ステータスレジスターを実装しません。 —
特定の拡張レジスター
0x10 scratch RW レジスターの読み出しと書き込み動作をテストするためのメモリー位置を提供します。 0x0000
0x11 rev RO PCS 機能のリビジョン。常に IP の現在のバージョンに設定します。 [-version バージョン番号]
0x12 link_timer RW 21 ビットのオートネゴシエーション リンク タイマー。リンク タイマー値を 8 ns ステップで 0 ～ 16 ms に設定します (125 MHz クロック周期)。リセット値により、リンク タイマーが 10 ミリ秒に設定されます。
  • ビット 15:0 はワード オフセット 0x12 に書き込まれます。ワード オフセット 0x12 のビット 0 は常に 0 に設定されるため、そこに書き込まれた値は無視されます。
  • ビット 20:16 はワード オフセット 0x13 に書き込まれます。残りのビットは予約されており、常に 0 に設定されます。
0x8A00
0x13 0x0009
0x14 if_mode RW このレジスターは、PCSファンクションの動作モード（1000BASE-XまたはSGMII）を指定するために使用します。 0
0x17 – 0x1F Reserved — — 0

セクションの内容
Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x00)
CvP Statusレジスター (バイトオフセット: 0x01)
0x05モードでのDev_AbilityおよびPartner_Abilityレジスタービットの説明
Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x06)
Intel Markerレジスター (バイトオフセット: 0x14)

レベル 2 の表題