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【xilinx】GTM PAM4/NRZ 收发器 - 如何评估链路裕度?

2024/10/24 19:13:43 来源:https://blog.csdn.net/sqqwm/article/details/141286921  浏览:    关键词:【xilinx】GTM PAM4/NRZ 收发器 - 如何评估链路裕度?

描述

UltraScale+ GTM 和 Versal GTM 采用了 PAM4 调制,并且该架构不提供 2D 眼扫描功能(适用于 NRZ 和 PAM4 模式)。该功能在评估前几代 NRZ 收发器链路裕度的工具中使用。 

由于 GTM 已转移到基于 ADC 的接收器,它只能进行采样眼图,这意味着不再有 2D 眼图扫描,因此也不再有眼图罩。

如何评估 GTM 设计的链路裕度?

解决方案

对于不支持 2D 眼扫描功能的收发器(例如 GTM),评估链路性能的唯一可靠指标是使用误码率 (BER)。协议将 BER 规范定义为链路性能的衡量标准。请参阅协议规范以了解 BER 目标。直接在系统上测量 BER 将提供链路裕度的最佳估计。这是评估链路的唯一数值方法。

 

GTM BER 测量选项:

  1. 使用 FEC 统计数据计算前向纠错 (FEC) BER 和后向纠错 (FEC)。FEC 可以是 GTM 硬 FEC,也可以是用户逻辑中实现的任何软 FEC。
  2. 如果设计中没有 FEC,请使用嵌入式 PRBS 生成器/检查器来计算 BER。
  3. 使用 IBERT,它在硬件管理器中提供信噪比 (SNR) 以及前后 FEC BER。
  4. 使用带通道仿真的 IBIS-AMI 模型。AMI 输出提供 SNR 和 MSE-BER(请参阅下面的MSE-BER 部分)。

有关链路调整 TX/RX 参数的指导,请参阅57743 - Xilinx HSSIO 解决方案中心 - 设计助手调试均衡和裕度问题

 

Versal GTM 采样眼部扫描的可能方法:

所有带有 GT 的设计都可以通过硬件管理器中的 IBERT 运行时软件访问。对于所有用户设计,都可以从硬件管理器访问采样眼图、直方图和 SNR。

 

UltraScale+ GTM 采样眼图扫描的可能方法:

请参阅PG315的采样眼图扫描功能部分中的详细描述 。从 ES_FIFO 输出,您可以绘制采样眼图,然后从那里绘制直方图。您需要多次运行 ES_FIFO 才能获得大量数据样本。

 

关于采样眼图扫描和 SNR 的注释:

抽样眼部扫描提供了一种快速且直观的方法来识别链接是否表现不佳。虽然我们无法量化抽样眼部扫描的余量,但它确实提供了定性评估。

IBERT 提供信噪比 (SNR) 统计数据,并使用基于采样眼图数据的专有算法。该公式不对外提供,因此用户必须自行开发公式来计算 SNR。

注意: SNR 是实际链路性能的近似计算。SNR 和 BER 之间没有直接关系。具有良好的 SNR 并不能保证达到预定义的 BER 目标。AMD 建议使用 BER 作为链路性能评估的衡量标准。

 

如何解释 PVT 变化的幅度?

协议的 BER 目标仍是标准,系统必须跨角落和部件进行测试,以确保设计在所有操作条件下均符合规范。我们的 IBIS-AMI 模型包为 3 个角落提供 TX 和 RX 模型,涵盖最坏情况。

执行通道模拟和调整参数以满足跨角落的性能目标并执行硬件关联也是保证跨 PVT 变化性能的一种方法。

 

BER 和 MSE-BER 有什么区别?

  • BER(真实 BER)是错误位数除以总接收位数的结果。
  • MSE-BER 是使用 SNR 而不是实际比特对系统真实 BER 进行统计近似。
    此统计近似只能在基于 ADC 的接收器上执行。
    有关 MSE-BER 及其在 IBIS-AMI 仿真中的应用的更详细说明,请参阅 DesignCon 2019 论文“为包含 112 Gbps PAM4 重定时器的系统启用 IBIS-AMI 仿真”,作者:Hongtao Zhang (Xilinx)。
  • AMD PAM4 IBIS-AMI 收发器模型使用 MSE-BER 来估计系统的真实 BER 性能。
  • 您可以使用 MSE-BER 并与协议真实 BER 规范进行比较,以了解合规性

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