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40G/50G High Speed Ethernet
Subsystem v3.3
产品指南
Vivado Design Suite
PG211 (v3.3) 2022 年 11 月 3 日
本文档为英语文档的翻译版本,若译文与英语原文存在歧义、差异、不一致或冲突,概以英语文档为准。译文可
能并未反映最新英语版本的内容,故仅供参考,请参阅最新版本的英语文档获取最新信息。
赛灵思⽮志不渝地为员⼯、客户与合作伙伴打造有归属感的包容性环境。
为此,我们正从产品和相关宣传资料中删除⾮包容性语⾔。我们已发起内
部倡议,以删除任何排斥性语⾔或者可能固化历史偏⻅的语⾔,包括我们
的软件和 IP 中嵌⼊的术语。虽然在此期间,您仍可能在我们的旧产品中
发现⾮包容性语⾔,但请确信,我们正致⼒于践⾏⾰新使命以期与不断演
变的⾏业标准保持⼀致。如需了解更多信息,请参阅此链接。
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目录
第 1 章:简介...............................................................................................................................................................4
功能特性.......................................................................................................................................................................... 4
IP 相关信息......................................................................................................................................................................5
第 2 章:概述...............................................................................................................................................................6
按设计进程浏览内容........................................................................................................................................................6
子系统概述.......................................................................................................................................................................6
功能特性总结...................................................................................................................................................................7
应用..................................................................................................................................................................................8
许可和订购.......................................................................................................................................................................8
第 3 章:产品规格..................................................................................................................................................10
典型操作方法.................................................................................................................................................................11
统计数据收集.................................................................................................................................................................12
可测试性功能.................................................................................................................................................................12
标准................................................................................................................................................................................12
性能和资源使用情况......................................................................................................................................................12
时延................................................................................................................................................................................12
端口描述........................................................................................................................................................................ 13
自动协商 (AN) 和链路训练 (LT).................................................................................................................................... 36
链路训练描述.................................................................................................................................................................44
使用 AXI4-Lite 接口对 40G/50G High Speed Ethernet 执行开发板测试...................................................................46
前向纠错 (FEC).............................................................................................................................................................. 47
PCS 变体........................................................................................................................................................................ 47
AXI4-Lite 寄存器空间.................................................................................................................................................... 55
第 4 章:利用子系统进行设计.....................................................................................................................112
通用设计指南...............................................................................................................................................................112
时钟设置...................................................................................................................................................................... 113
LogiCORE 设计示例时钟设置和复位..........................................................................................................................117
适用于 GTM 的 SerDes 数据映射...............................................................................................................................126
适用于 40G/50G 子系统的 IEEE PTP 1588v2.............................................................................................................129
IEEE PTP 1588v2 功能描述......................................................................................................................................... 134
RS-FEC 支持.................................................................................................................................................................138
状态/控制接口............................................................................................................................................................. 141
第 5 章:设计流程步骤..................................................................................................................................... 144
自定义和生成子系统....................................................................................................................................................144
PG211 (v3.3) 2022
年 11 月 3 日 china.xilinx.com
40G/50G High Speed Ethernet Subsystem 2
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约束子系统.................................................................................................................................................................. 152
仿真..............................................................................................................................................................................153
综合与实现.................................................................................................................................................................. 156
第 6 章:设计示例................................................................................................................................................157
设计示例层级...............................................................................................................................................................157
设计示例层级(设计示例中包含 GT)....................................................................................................................... 159
用户接口...................................................................................................................................................................... 162
核 xci 顶层端口列表.................................................................................................................................................... 163
双工操作模式...............................................................................................................................................................205
运行时可切换...............................................................................................................................................................206
共享逻辑实现...............................................................................................................................................................209
AXI4-Lite 接口实现......................................................................................................................................................210
AXI4-Lite 接口用户逻辑.............................................................................................................................................. 211
IEEE 第 91 条 (RS-FEC) 集成....................................................................................................................................... 214
第 7 章:测试激励文件..................................................................................................................................... 216
附录 A:升级............................................................................................................................................................217
从 v2.2 到 v2.3 的更改.................................................................................................................................................217
从 v2.1 到 v2.2 的更改.................................................................................................................................................218
从 v2.0 到 v2.1 的更改.................................................................................................................................................218
从 v2.0(2016 年 10 月 5 日)到 v2.0(2016 年 11 月 30 日)的更改.....................................................................219
从 v1.1 到 v2.0 的更改.................................................................................................................................................220
从 v1.0 到 v1.1 的更改.................................................................................................................................................221
附录 B:调试........................................................................................................................................................... 224
在 Xilinx.com 上寻求帮助...........................................................................................................................................224
调试工具...................................................................................................................................................................... 225
仿真调试...................................................................................................................................................................... 225
硬件调试...................................................................................................................................................................... 227
接口调试...................................................................................................................................................................... 229
协议调试...................................................................................................................................................................... 230
附录 C:暂停处理接口...................................................................................................................................... 233
TX 暂停生成.................................................................................................................................................................233
RX 暂停终止.................................................................................................................................................................234
附录 D:附加资源与法律声明..................................................................................................................... 238
赛灵思资源.................................................................................................................................................................. 238
Documentation Navigator 与设计中心....................................................................................................................238
参考资料...................................................................................................................................................................... 238
修订历史...................................................................................................................................................................... 239
请阅读:重要法律声明................................................................................................................................................242
PG211 (v3.3) 2022
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40G/50G High Speed Ethernet Subsystem 3
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第 1 章
简介
赛灵思 High Speed Ethernet IP 子系统可通过物理编码子层 (PCS) 或独立 PCS 来实现 40G 或 50G 以太网媒体访问控制
器 (MAC)。
功能特性
• 根据 25G 以太网联盟(以太网技术联盟)的 Schedule 3 所定义的以太网 50 Gb/s 运行要求而设计。请参阅页面底
部的注释。
• 根据 IEEE 802.3 第 82 条《IEEE 以太网标准》(IEEE 802.3-2015 标准)定义的 40 Gb/s 运行要求而设计。
• 包含完整的以太网 MAC 和 PCS 功能或独立 PCS。
• 数据包导向的简单用户接口。
• 低时延模式。
• 全方位的统计数据收集。
• 对应所有主要功能指示符的状态信号。
• 随顶层封装一起交付,包括功能性收发器封装、IP 网表、测试脚本样本以及 Vivado
®
设计工具编译脚本。
• 可选付费型 AN/LT/KR 前向纠错 (FEC) 功能。
• 可选 KP4 FEC 功能(适用于 GTM 器件)。
注释:要访问 25G 规范,请访问以太网技术联盟网站。
第 1 章:简介
PG211 (v3.3) 2022 年 11 月 3 日 china.xilinx.com
40G/50G High Speed Ethernet Subsystem 4
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IP 相关信息
LogiCORE
™
IP 相关信息表
子系统规格
支持的器件系列 Versal
®
ACAP
Zynq
®
UltraScale+
™
RFSoC
Zynq
®
UltraScale+
™
MPSoC
Virtex
®
UltraScale+
™
Kintex
®
UltraScale+
™
Kintex
®
UltraScale
™
Artix
®
UltraScale+
™
支持的用户接口 适用于 50 Gb/s 的 128 位跨接包 AXI4-Stream
适用于 40 Gb/s 的 128 位跨接包或 256 位 AXI4-Stream
资源 性能和资源使用情况网页
随子系统提供
设计文件 加密 RTL
设计示例 Verilog
测试激励文件 Verilog
约束文件 赛灵思设计约束 (XDC)
仿真模型 Verilog
支持的软件驱动程序 不适用
经过测试的设计流程
1
设计输入 Vivado
®
Design Suite
仿真 如需了解受支持的仿真器的相关信息,请参阅赛灵思设计工具:版本说明指南。
综合 Synopsys 或 Vivado 综合
支持
版本说明和已知问题 主答复记录:54690
所有 Vivado IP 更改日志 Vivado IP 主更改日志:72775
赛灵思技术支持网页
注释:
1. 如需了解受支持的第三方工具版本的相关信息,请参阅赛灵思设计工具:版本说明指南。
2. 请联系赛灵思技术支持以了解设计要求。
第 1 章:简介
PG211 (v3.3) 2022 年 11 月 3 日 china.xilinx.com
40G/50G High Speed Ethernet Subsystem 5
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