賽靈思中國SystemIO專家FAE 楊寧

FPGA SERDES的應用需要考慮到板級硬件,，SERDES參數(shù)和使用，應用協(xié)議等方面,。由于這種復雜性,，SERDES的調(diào)試工作對很多工程師來說是一個挑戰(zhàn)。本文將描述SERDES的一般調(diào)試方法,，便于工程師準確快速定位和解決問題,。

1.       硬件檢測

硬件檢測可以分為原理圖/PCB檢查和板上硬件檢查。這一部分的工作相對簡單,，但是很多時候問題是由這些看起來很不起眼的地方導致的,。

a)         原理圖/PCB檢查

根據(jù)SERDES應用手冊要求檢查原理圖和PCB設計。例如對于Xilinx 7系列GTX/GTH SERDES,，可以參考UG476的Board Design Guidelines檢查原理圖和PCB設計,。

b)         板上硬件檢查

使用示波器/萬用表等儀器設備實際測量板上硬件，確認提供給SERDES的工作環(huán)境正常,。

                         i.              檢查電源的電壓/精度/紋波/上電順序是否符合數(shù)據(jù)手冊的要求,。例如對于Xilinx 7系列GTX SERDES，需要對照DS182檢查,。

                       ii.              檢查SERDES參考時鐘頻率/擺幅是否符合數(shù)據(jù)手冊的要求,，以及參考時鐘的管腳位置是否正確。

                      iii.              物理通道的檢查,，例如確認AC耦合電容的容值是否正確,，光模塊是否兼容,，焊接是否正常。

2.       使用IBERT

IBERT是一個強有力的調(diào)試工具,，可以用于調(diào)整參數(shù)設置和確認系統(tǒng)余量,，也可以用于故障現(xiàn)象判斷。IBERT在CORE generator里產(chǎn)生工程和BIT文件,。將BIT文件下載到FPGA后,，使用ChipScope Analyzer連接到FPGA上，就會出現(xiàn)IBERT的GUI調(diào)試界面,。

a)         檢查PLL是否LOCK,，如果沒有，需要檢查時鐘和電源,。比如時鐘頻率是否正確,，SERDES是否選擇了正確的時鐘源。

b)         將SERDES的TX和RX設為相同的數(shù)據(jù)pattern,，例如PRBS-31,。設置SERDES為Near-end PMA模式。如果這一步不能工作,，檢查TX/RX極性是否反轉(zhuǎn),；檢查TXUSRCLK/TXUSRCLK2/RXUSRCLK/RXUSRCLK2上的時鐘頻率是否正常。通過這一步保證SERDES內(nèi)部工作正常,。

c)         將SERDES設置為Far-end PMA和Far-end PCS模式,，確認遠端設備的SERDES是否收發(fā)正常。通過這一步排除和時鐘OFFSET相關的問題,。

d)         如果這些步驟工作正常,，但是誤碼率很高，有可能是參數(shù)設置有問題,。需要通過調(diào)整TX/RX的參數(shù)設置來解決,。也可以通過EYE SCAN功能來得到最佳設置和判斷系統(tǒng)余量。

3.       通用的調(diào)試步驟

通常會使用一定的調(diào)試步驟來定位問題,，避免重復工作,。一開始，一般不進行整個工程的測試,，而是基于SERDES的Wrappers工程,，以方便定位問題。一般可以使用CORE generator里的Transceivers Wizard產(chǎn)生的Example Design,。在Core generator里產(chǎn)生Transceivers Wizard的Example Design后,，會輸出源文件和scripts。利用scripts可以直接產(chǎn)生運行結(jié)果,。Example Design里的數(shù)據(jù)產(chǎn)生和檢測都是基于BRAM,，可以很方便的修改數(shù)據(jù),。在工程里面，Chipscope VIOs and ILAs必須被加入到工程里面,，進行控制和調(diào)試分析,。

a)         進行Near-end PCS測試。

                         i.              啟動SERDES復位（VIO）,。

                       ii.              確認復位結(jié)束(VIO),。

                      iii.              檢查SERDES狀態(tài)信號（VIO）。

                      iv.              使用計數(shù)器確認時鐘頻率（VIO）,。

b)         進行Near-end PMA測試,。

                         i.              確認CDR工作正常，檢測CDR產(chǎn)生的恢復時鐘（VIO）,。

                       ii.              Comma alignment和8B/10B狀態(tài)檢查（ILA）,。

c)         正常操作檢測

                         i.              確認clock correction電路狀態(tài)（ILA）。

                       ii.              確認Channel bonding電路狀態(tài)（ILA）,。

                      iii.              鏈路通訊檢查（ILA和VIO）,。