【PG074】1 简略学习Aurora 64B/66B IP核

最新推荐文章于 2025-01-10 16:18:52 发布

原创

最新推荐文章于 2025-01-10 16:18:52 发布 · 2.2w 阅读

334 ·

CC 4.0 BY-SA版权

欢迎点赞哦!

文章标签：

#vivado #aurora 64b66b

1 概览

Aurora 64B66B是一个轻量化的，多吉比特（multi-gigabit ）链路串行通信协议。用于一个或多个GTX，GTH或GTY收发器之间的数据传输。连接可以是全双工（full-duplex）的或单工（simplex）的。

Aurora 64B66B IP核支持高级微控制器总线结构（Advanced Microcontroller Bus Architecture，AMBA）协议的AXI4-Stream用户接口。一个Aurora 64B/66B核实例可以在GTX、GTH或GTY收发器上使用多达16个有效的连续通路（lane），以任何支持的线速率运行，提供低成本、通用的数据通道，吞吐量从500 Mb/s到超过400 Gb/s。

使用一系列自动化仿真测试来验证Aurora 64B/66B核是否符合协议。

在这里插入图片描述

Aurora 64B/66B核心自动初始化一个channel，当他们连接到Aurora 64B/66B channel partner。初始化后，应用程序可以通过channel以数据帧(frame)或数据流(stream)的形式传递数据。Aurora 64B/66B帧可以是任意大小的，并且可以在任何时候被高优先级请求中断。有效数据字节之间的间隙自动填充 idle，以保持锁定和防止过度的电磁干扰。在Aurora 64B/66B中，流控制(Flow control )是可选的，可以用于限制链路伙伴传输数据速率，或通过channel发送简短的、高优先级的消息。

流(stream)在Aurora 64B/66B中通过一个单个无休止的帧来实现。每当数据没有被传输时，就会传输idle以保持链路有效。过多的误bit、断开连接或设备故障将导致IP核复位并尝试初始化一个新的channel。Aurora 64B/66B可以在接收多通路(lane)的通道(channel)时最多支持两个符号偏斜。Aurora 64B/66B协议采用64B/66B编码。64B/66B编码相对8B/10B编码提供了理论上的性能提升，因为它的传输开销非常低(3%)，而8B/10B编码的传输开销为25%。

1.1 应用

由于其低资源成本、可扩展的吞吐量和灵活的数据接口，Aurora 64B/66B核可用于各种应用程序。Aurora 64B/66B核心应用的例子包括:

芯片间的连接（Chip-to-chip links）：用高速串行连接代替芯片之间的并行连接可以显著减少PCB上所需的线和层数。
电路板间（Board-to-board and backplane）的连接：Aurora 64B/66B使用标准的64B/66B编码，这是10Gb以太网的首选编码方案，使其与许多现有的电缆和背板硬件标准兼容。Aurora 64B/66B可以在线路速率和信道宽度方面进行扩展，以允许廉价的传统硬件用于新的高性能系统。
单工连接：Aurora 64B/66B单工协议提供单向通道初始化，使得当回发通道不可用时可以使用GTX、GTH和GTY收发器，并减少由于未使用全双工资源而导致的成本。

1.2 不支持的功能

在Aurora 64B/66B核不支持AXI4-Stream非严格对齐模式。
在Aurora 64B/66B核不支持7系列设备的GTP和GTZ类型收发器。
Aurora 64B/66B仅支持GTYE3/GTYE4 16.375G设备的UFC功能。
在GTHE4/GTYE4和使用DRP的CPLL配置的情况下，动态切换线速率可能不会像预期的那样工作，因为gtwizard_ultrascale IP中的GTHE4/GTYE4 CPLL校准模块进行了更新。

2 产品规格

Aurora 64B/66B IP核结构：

在这里插入图片描述

主要功能模块：

Lane logic：每个GT收发器由一个lane逻辑模块实例驱动，该实例初始化每个单独的收发器，处理控制字符的编码和解码，并执行错误检测。
Global logic: 核心中的全局逻辑模块执行通道绑定以进行通道初始化。在运行过程中，该通道跟踪Aurora 64B/66B协议定义的Not Ready空闲字符，并监控所有通道逻辑模块的错误。
RX user interface: AXI4-Stream接收(RX)用户界面将数据从通道移动到应用程序，并执行流控制功能。
TX user interface: AXI4-Stream发送(TX)用户界面将数据从应用程序移动到通道，并执行TX的流量控制功能。标准时钟补偿模块嵌入在内核中。这个模块控制时钟补偿(CC)字符的周期性传输。