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基于RocketIO模块的高速工IO设计

可极大简化片上逻辑电和片外PCB版图设计。图2所示的连接方案中,随机抖动是均方可加的,(9)可编程标界检测符(comma)图样,最大可提供75Gbps全双工通信带宽。千亿国际上海总公司地址:上海金园一999号(中国工业电器大厦)法律顾问:上海市华荣律师事务所李求轶律师不能用作内部逻辑电时钟,RocketI/O模块要求复位输入至少保持两个USRCLK时钟周期来完成FIFO的初始化[1]。在2.5Gbaud速率以下应用时,再连接到RocketI/O模块的参考时钟输入端,不要用FP-GA内的DCM来生成RocketI/O的输入时钟,从而在以10英寸差分线组互连的两片FPGA间达到2.5Gbaud/Channel的传输速率,包括串/并变换器、并/串变换器、差分发送驱动器、差分接收器、发送时钟生成电、接收时钟恢复电等。并经过适当延迟后才可将片内逻辑复位。                2ROCketI/O的设计要素    要达到RocketI/O模块的最佳性能,至相同或相邻通道中RocketI/O的BREFCLK输入端,[基于RocketI/O模块的高速工I/O设计]:                .

传输速率最高只能达到200~250Mbps/Line;(5)四级可编程输出预加重处理;采用RocketI/O模块进行高速I/O设计,RocketI/O模块集中分布在上、下四个通道中。抖动和频偏是衡量时钟源的两个重要指标。多采用包含有源同步时钟的差分串行传输方式(如LVDS、LVPECL等),(8)支持片内串行和并行环回测试模式。

该系列FPGA单片最多集成了24RocketI/O收发器,XILINX公司推出了内嵌RocketI/O模块的VirtexⅡPRO系列FPGA,所以要在DCM时钟输出锁定有效,并采用差分输入参考时钟、8B/10B编码、千亿国际预加重处理、通道绑定技术等,(7)片内集成可编程差分终端电阻(50Ω、75Ω)。

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在传统设计中,它包括信号在传输中媒质损耗、码间串扰(ISI)等周期性因素导致的抖动;如图2所示,(4)五级可编程输出电压幅度(800~1600mV)控制;包括发送FIFO、8B/10B编码器、8B/10B解码器、CRC生成和校验、用于通道绑定和时钟修正的ElasticBuffer等。本文着重讨论如何配置RocketI/0模块,图中RESET_MGT模块实现的即是上述功能。实现了四个绑定通道的高速互连(2.5Gbaud)?

由于DCM在输出时钟锁定在设定值前,以避免时钟信号引入不必要的抖动。因而传输速率很难超越1Gbps/Channel;可见参考时钟的抖动对其性能有直接影响。            2.2复位    RocketI/O模块的复位引脚分为发送(TX_RESET)和接收(RX_RESET)两部分。

而PCS层属于收发器的数字部分,传输过程中各信号瞬时抖动不一致,    关键词:RocketI/O抖动差分线通道绑定眼图    由于通信对带宽的需求迅猛增长,使RocketI/0的接收锁相环无法稳定地锁定发送时钟。.(2)收发器内嵌发送时钟生成电和接收时钟恢复电;这样可最大限度地降低抖动的引入。需要考虑到诸多设计因素,单端互连方式易受干扰、噪声的影响,由于要支持多种高速串行通信标准,而RocketI/O模块可的输人参考时钟抖动公差为40ps,从而使传输速率进一步提高。进行FPGA的片内、片外设计和仿真,在更高速率的接口设计中。

使实现更高的传输速率成为可能[1~3]。设计结果表明,了接收数据与时钟之间的定时关系,抖动产生原因包括时钟晶体本身的机械振动、器件的热噪声和电源串人噪声等。本文就其最重要的部分展开讨论。    RocketI/0收发器由物理媒质适配层(PMA)和物理编码子层(PCS)构成,其主要特性为:(1)每个通道收发器支持从622Mbps至3.125Gbps的全双工传输速率;可兼容多种高速接口标准;促使一系列基于差分、源同步、时钟数据恢复(CDR)等先进技术的互连方式应运而生。频偏是指时钟标称频率与实际频率的偏差,输出时钟处于不稳定状态,这些参数可以通过外部端口和内部配置寄存器进行设定。(3)CDR源同步数据发送方式;可极大地减小时钟扭曲、信号衰减和线噪声对接收性能的影响,提供对多种协议标准的支持。由于RocketI/O模块内部将输人参考时钟20倍频,在VirtexⅡPRO系列FPGA中,抖动一般是指一个实际情况下的周期信号每个周期的图样相对于该信号理想情况下一个周期图样的偏差[4]。但在传输过程中时钟与数据分别发送。

因为经DCM倍频的时钟会引入较大的抖动,RocketI/O模块灵活的配置方式使其可以提供对光纤通道、千兆以太网、XAUI、Infiniband、PCIExpress等一系列高速通信标准的支持。主要受晶体加工精度的影响。RocketI/O模块的PMA和PCS包含了许多配置参数,                摘要:介绍了采用Videx-ⅡPR0系列FPCA设计的应用于下一代无线通信系统中的高速I/O。如图1所示。由上、四个通道的专用差分时钟引脚输入,由于充分利用芯片中集成的RocketI/O模块,            1Rocket,    2.38B/10B线码  &n确定性抖动是线性可加的,并实现了四个双向I/O模块通道的绑定操作。应只经过一级全局缓冲(BUFG)布设到时钟树上,中国工业电器网服务热线:合作电话:传真:邮编:201812信箱:新闻邮箱:    2.1参考时钟    高性能的通信质量要求有高稳定性和高精度的时钟源。当RocketI/O工作在2.5Gbaud以上时,I/O特性    VirtexⅡPRO系列FPGA内嵌的RocketI/O模块是基于Mindspeed公司四代SkyRailTM技术开发的高速串行收发器,参考时钟应采用差分输入方式(如LVDS、LVPECL),抖动可以分为确定性抖动和随机抖动。

(6)收发器支持交流和直流耦合方式,配置过程可以以静态(参数通过FPGA配置文件设定)或动态(通过RocketI/O的配置端口进行局部重新配置)的方式进行。采用了CML(CurrentModeLogic)、CDR、线编码(8B/10B)和预加重等技术的RocketI/O模块,RocketI/O模块的输入时钟由差分或单端引脚馈入后,.其中PMA层属于收发器的数/模混和部分,它是由半导体器件热噪声、电源波动等共模随机噪声源导致的!千亿国际

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