Stratix II GX物理编码子层
Stratix® II GX 收发器含有专用数字功能,支持背板、线路卡和芯片至芯片应用中多种重要协议的物理编码子层。Altera对模块进行了优化,增强了对协议的支持,减少了实现物理层协议所需要的FPGA资源,同时降低了功耗。模块与特定的IP和参考设计相结合,能够提供完整的协议解决方案,简化了设计复杂度,降低了工程风险。表1是Stratix II GX收发器支持的重要协议。
注释:
- 采用过采样技术支持的数据速率
物理编码子层模块
PCS模块依靠收发器内部的专用硬件逻辑简化了对协议的支持。图1是Stratix II GX PCS体系结构的模块框图。
图1. Stratix II GX PCS体系结构

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Stratix II GX PCS编码子层收发器模块提供实现协议的关键特性。此外,还包括专用状态机支持PCI Express、GbE和XAUI协议。状态机同时配置和控制各种PCS子模块,以支持专用协议,进一步简化了设计实现。表2和表3所示为PCS协议支持。
| 表2. PCS协议实现(8B/10B编码) |
| 要求的PCS功能 |
PCI Express
(Gen. 1) |
GbE |
XAUI |
串行RapidIO |
SerialLite II |
| 数据速率(Gbps) |
2.5 |
1.25 |
3.125 |
3.125 |
0.622 – 6.375 |
| 通道绑定 |
1, 4, 8 |
1 |
4 |
1, 4 |
up to x20 |
| 参考时钟 (MHz) |
100 |
125 |
156.25 |
156.25 |
62.2-622.08 |
| FPGA总线宽度(位) |
8 or 16 |
8 |
16 |
16 |
8, 10, 16, 32 |
| 专用同步状态机 |
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| 字对齐 |
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| 速率匹配 |
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| 字节串化/解串 |
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| 相位比较FIFO缓冲 |
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| 字节重新排序 |
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| 单字节滑动 |
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| 特殊接口 |
PIPE-1.0 |
GMII Like (2) |
XGMII Like (3) |
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| 表3. PCS协议实现(加扰编码) |
| 要求的PCS功能 |
CEI-6G |
SDH/SONET 加扰背板 |
SD-SDI |
HD-SDI |
| 数据速率(Gbps) |
6.375 |
0.622 |
2.488 |
0.270 (1) |
1.485 |
| 通道绑定 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
| 参考时钟(MHz) |
155.52 - 622.08 |
62.2, 311.04 |
77.76, 155.52, 311.04, 622.08 |
67.5 |
74.25 |
| FPBA总线宽度(位) |
32 |
8 |
16 |
10 |
10 |
| 字对齐 |
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| 速率匹配 |
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| 字节串化/解串 |
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| 相位比较FIFO缓冲 |
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| 字节重新排序 |
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| 单字节滑动 |
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表2和表3的注释:
- 采用过采样技术得到的数据速率
- GMII仅支持千兆以太网
- XGMII具有SDR而不是DDR接口
收发器内部的每个模块经过高度配置,支持工业标准和定制专用协议。Quartus® II开发工具简化了收发器的设计实现。该工具可自动配置收发器PCS模块,支持所选的协议,加速其实现,降低了设计风险。开发工具还为专用和非标准协议提供基本配置模式。
内建自测试(BIST)
BIST为收发器提供一套强大的诊断功能,包括码型发生器和校验器,用于伪随机二进制序列(PRBS)等。BIST还提供4级回环配置进行系统诊断,实现对FPGA内部PMA、PCS或者PMA和PCS层的同时查询。
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