利用IBERT IP核实现GTX收发器硬件误码率测试实例

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#GTX #Xilinx K7 #IBERT IP #眼图测试 #误码率测试

作者：潘文明

  1. 引言

Vivado中提供了1种IBERT工具用于对Xilinx FPGA芯片的高速串行收发器进行板级硬件测试。通过IBERT我们可以获取误码率，观察眼图，调节串行收发器的参数，从而有助于判断可能存在的问题，便于验证硬件的稳定性和信号完整性。本测试实例教程使用IBERT工具对与SFP连接的GTX进行5 Gbps速率下的测试。从误码率和眼图两个角度来验证电路板GTX部分工作的稳定性和可靠性。本测试实例基于Vivado 2019.1版本开发。

本测试实例是明德扬(MDY) K7核心板上进行的，这款核心板能够方便二次开发利用。在FPGA 芯片的HP 端口上挂载了4片DDR3存储芯片，每片DDR3 容量512 MB 字节，组成64bit 位的数据位宽。4个板对板连接器扩展出了276个IO，全部IO的电平可以通过更换核心板上的磁珠来修改，满足用户对+3.3V、+2.5V、+1.5V电平接口的需求，另外也扩展出了16对高速收发器GTX接口。供电范围大，5-12V电压均可。通过手册了解到同一个BANK管脚到连接器接口之间走线做了等长和差分处理。该核心板的结构示意图如图1。

 图1 该核心板结构示意图

  1. 测试原理
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，需要注意的是输入和输出的数据类型应设置为同一种类型，Loopback Mode为环回模式，默认为None无环回模式，Near-End PCS为近端PCS环回模式，Near-End PMA为近端PMA环回模式，Far-End PCS为远端PCS环回模式，Far-End PMA为远端PMA环回模式。远端PMA环回测试（路径③），数据流通过近端GTX的PCS和PMA，远端的GTX的PMA部分，通过两个GTX之间的物理连线，验证两个GTX之间物理联系的可靠性，以及验证两个GTX的PMA部分设置的正确性。
误码率，丢包率测试
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1. 接收到完整包个数 。 这里的意思是发送的字符跟接收的字符完全一一样。没有丢字节和误码，误码就认为完整接收到一包。 例如发送11 22 33 44 55 66 77 88 99 00,接收到11 22 33 44 55 66 77 88 99 00。这里的接收完整包个数就自动加1。 1. 收到不完整包个数。 这里的意思是发送的字符跟接收的字符有一处或者多处不一样（有丢字节或者误码出现都会收到判断为 不完整的包）例如发送11 22 33 44 55 66 77 88 99 00收到11 22（丢字节），或者11 87（丢字节，并且误码）。 1. 丢包个数。 发送的包个数和接收的包个数不一样，或者发送了1包，在指定时间段里没有回复，我们就认为丢包。 丢包计数器加1.只要有回复，就不认为有丢包。丢包这里定义为发送的包个数和回复的包个数之差。 1. 丢包率。 丢包个数与总发送包数的比值。例如发送了100包，丢了10包，这里的丢包率就为10/100=10% . 1. 丢字节个数。
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