Agilex™ 7 / インテル® Stratix® 10 FPGA E タイル・ハード IP

強化されたイーサネット・プロトコル・スタック

IP コアは複数のバリアントで提供されており、イーサネット・チャネルと機能の組み合わせはそれぞれ異なります。

• 10GbE/25GbE チャネル 1 つから 4 つ (オプションの Reed-Solomon 前方エラー訂正あり)
• 100G チャネル (オプションの CAUI-4 または CAUI-2 モードの RS-FEC 付き)
• 1 ～ 4 個のシングル 10GbE/25GbE チャネルまたは 1 個の 100GbE チャネル間の動的構成

すべてのバリアントは、オプションの IEEE 1588v2 Precision Time Protocol (PTP) を提供します。ユーザーは、メディア・アクセス・コントロール (MAC) および物理コーディング・サブレイヤー (PCS) のバリエーション、PCS のみのバリエーション、フレキシブル・イーサネット (FLEXE) のバリエーション、または光伝送ネットワーク (OTN) のバリエーションを選択できます。

イーサネット・プロトコル

機能

IP コアのデザインは、IEEE ウェブサイト (www.ieee.org) で入手可能な IEEE 802.3-2015 高速イーサネット規格、および 25 ギガビット・イーサネット・コンソーシアムから入手可能な 25G/50G イーサネット仕様ドラフト 1.6 に準拠しています。MAC では、レイテンシー最適化のためにカットスルー・フレーム処理を提供し、また、フル・ワイヤー・ライン速度を 64 バイトのフレーム長で、バックツーバックまたは混合長のトラフィックをパケットを落とさずにサポートします。IP コアのバリエーションはすべて、全二重モードです。以下に IP 機能を示します。

PHY:

• 25.78125Gbps で動作する 4 つの FPGA ハード・シリアル・トランシーバー・レーンで構成された CAUI 外部インターフェイス
  
• PAM4 エンコードで 53.125Gbps で動作する 2 つのトランシーバー・レーンを備えた CAUI-2 外部インターフェイス
• 25.78125Gbps で動作する 1 つのトランシーバー・レーンを持つ 25G CAUI 外部インターフェイス
• 10.3125Gbps で動作する 1 つのトランシーバー・レーンを持つ 10G CAUI 外部インターフェイス
• 64B/66B エンコードに基づいて CAUI-4 リンクをサポート。データ・ストライピングおよびアラインメント・マーカーで、データを複数のレーンから整列。
• オプションの Reed-Solomon 前方エラー訂正に関する RS-FEC (528、514) または RS-FEC (544、514)
• 10G、25G、および 100G バリエーションをサポート。
• IEEE 規格 802.3-2915 第 73 項および 25G Ethernet Consortium の計画草案 1.6 で定義されるオートネゴシエーション (AN)。
• IEEE 規格 802.3-2915 第 92 項と第 93 項、および 25G Ethernet Consortium の計画草案 1.6 で定義されるリンク・トレーニング (LT)。
• 細かく制御された 8 バイト、10 バイト、または 12 バイトのパケット間隔 (IPG) の最小平均値を維持したり、ユーザーがクライアント・インターフェイスから IPG をドライブしたりすることができる Deficit Idle Counter (DIC) オプション
• IEEE 802.3-2015 高速イーサネット標準条項 80.5 の要件を超えるレシーバー (RX) スキュー変動許容値。

フレーム構造制御:

• ジャンボパケットのサポート。
• RX サイクル冗長検査 (CRC) パススルー制御。
• 100G リンクの場合 1000 ビット RX PCS レーンスキュー許容値。これは、IEEE 802.3-2015 高速イーサネット規格の第 82.2.12 項の要件を超えています
• オプションのパケットごとのトランシーバー (TX) CRCの生成と挿入。
• RX および TX プリアンブル・パススルーのオプション。独自のユーザー管理情報転送を必要とするアプリケーション用です。
• TX MAC 発信元アドレス挿入オプション。
• TX 自動フレームパディングは、イーサネット・リンク上の 64 バイト最小イーサネット・フレーム長を満たします。オプションでこの機能をパケット単位でディスエーブルにします
• TX エラー挿入機能が、TX クライアント・インターフェイスに対する進行中の入力のクライアント無効化をサポート。

フレームの監視と統計:

• RX CRC のチェックおよびエラー報告。
• RX 厳密 Start Frame Delimiter (SFD) チェックのオプション。IEEE 仕様に準拠しています
• RX 厳密プリアンブル・チェックのオプション。IEEE 仕様に準拠しています。
• RX 不正パケットチェックのオプション。IEEE 仕様に準拠しています
• 受信制御フレームタイプの表示。
• 統計カウンター。
• スナップショット機能。正確なタイミングで統計カウンター値をキャプチャーします。
• オプションのフォールト信号。ローカルフォールトを検出および報告し、リモートフォールトを生成します。単方向リンクフォールトに対するサポートがあります。その定義は、IEEE 802.3-2015 高速イーサネット規格の第 66 項のとおりです

フロー制御:

• オプションの IEEE 802.3-2015 イーサネット規格の第 31 項のイーサネット・フロー・コントロール操作。一時停止レジスターまたは一時停止インターフェイスを使用します。
  
• オプションの優先順位ベースのフロー・コントロール IEEE Standard 802.1Q-2014—Amendment 17: Priority-based Flow Control に準拠しています
• フレーム・フィルタリング制御の一時停止。
• ソフトウェアでは、ローカル TX MAC データフローを動的に切り替えて、選択的入力フローのカットオフをサポートします

Precision Time Protocol (PTP):

• IEEE 規格 1588v2 PTP に対するオプションのサポート。
• 1 ステップ (1588v1 および 1588v2)、および 2 ステップ TX タイムスタンプ
• PTP ヘッダーに対するサポート。フレーム形式はさまざまで、カプセル化イーサネット、IPv4 の UDP、IPv6 の UDP などがあります
• チェックサム・ゼロおよびチェックサム拡張バイト計算に対するサポート。
• 訂正フィールド操作に対するサポート
• プログラム可能な追加レイテンシーと非対称レイテンシー

OTN:

• オプションの TX および RX PCS 66 ビット・エンコードおよびスクランブルが無効化された 25/50GbE 一定ビットレート (CBR)。
  
• オプションのフル MAC および PCS 66 ビット機能を備えた 25/50GbE CBR。

ユーザー・システム・インターフェイス:

• Avalon® メモリー・マップド (Avalon-MM) 管理インターフェイスは、IP コアの制御およびステータスレジスターにアクセスします。
  
• Avalon-ST データパス・インターフェイスでは、MAC をクライアント・ロジックに接続。フレームの先頭は、MAC+PCS バリエーションの最上位バイト (MSB) です100G チャネル用のインターフェイスは 512 ビットです。MAC 層がイネーブルの場合、10/25G チャネルで 64 ビット使用します
• MII データパス・インターフェイスでは、PCS のみのバリエーションで PCS をクライアント・ロジックに接続。100G バリアントのインターフェイスには 256 ビットのデータと 32 ビットの制御があります。10G/25G バリアントのインターフェイスには 64 ビットのデータと 8 ビットの制御があります。
• ハードウェアおよびソフトウェアのリセット・コントロール。
• 同期イーサネット (Sync-E) をサポートするために、クロックデータ復元 (CDR) 出力信号をデバイス・ファブリックに提供します

ダイナミック・リコンフィグレーション:

• 異なるイーサネット速度間のダイナミック・リコンフィグレーションをサポート
• 実装を容易にするために利用可能なデザイン例

デバッグとテスト容易性:

• オプションのシリアル・トランシーバーでのシリアル PMA ループバック (TX から RX)。自己診断テスト用です。
  
• オプションの MAC または PCS でのパラレル・ループバック (TX から RX)。自己診断テスト用です。
• ビットインターリーブ・パリティー・エラー・カウンター。PCS レーンごとのビットエラーを監視します。
• RX PCS エラー・ブロック・カウンター。フレーム中およびフレーム間のエラーを監視します。
• 誤った形式およびドロップされたパケットカウンター。
• 高ビット・エラー・レート (BER) 検出。BER をすべての PCS レーンで監視します。
• オプションのスクランブル・アイドル・テスト・パターン生成およびチェック
• スナップショット機能。正確なタイミングで統計カウンター値をキャプチャーします。
• TX エラー挿入機能によるテストとデバッグのサポート

IP ステータス