低延迟40-Gbps以太网 Intel® Stratix® 10 IP核用户指南

ID 683600
日期 10/05/2020
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8. 调试链路

可使用Ethernet Link Inspector (ELI) 工具调试链路。

ELI是一种检查工具,可连续监视包含Ethernet IP的Ethernet链路,其中包括以太网通路对齐状态),时钟数据恢复(CDR)锁定,介质访问控制器 (MAC)统计,Forward Error Correction (FEC,前向纠错)统计,及其他。如有需要,ELI可在Signal Tap Logic Analyzer的帮助下捕获事件,以在Auto-negotiation (AN),Link Training (LT),或链路运行过程中的任何其他事件期间进一步检查链路行为。ELI还创建图形用户接口(GUI)来呈现链路行为,并可在 Intel® Quartus® Prime Pro软件中使用。

要使用ELI,需在IP的Avalon Master Bridge功能中开启Enable JTAG,更多有关信息,请参阅Intel Stratix 10 LL 40GbE IP核参数

以下步骤有助于识别和解决启动Intel Stratix 10 LL 40GbE核链路时出现的常见问题:

  1. 建立字锁定—即使存在极端误码率,RX通路也应能实现字锁定。如果IP核不能实现字锁定,请查看收发器时钟和数据率配置。查看电缆线错误,例如TX和RX通路对调。查看控制和状态寄存器中的时钟频率监视器( KHZ_TX, KHZ_RX PHY registers)。

    查看字锁定:先写值1清除FRM_ERR寄存器,随后写值0到SCLR_FRM_ERR寄存器偏移0x324处。然后在FRM_ERR寄存器偏移0x323进行读取。如果该值为0,则核具有字锁定。如果非零,则无法确定状态

  2. 遇到字锁定问题时,查看EIO_FREQ_LOCK寄存器的地址0x321处。该寄存器中的值定义恢复时钟的状态。一般操作下,应该置位所有的位。对应通路中位上的未置位(值-0)或切换逻辑值可表示一个时钟恢复问题。通常会导致时钟恢复困难的问题如下:
    • 位错误
    • 链路建立失败
    • 错误的时钟输入到IP核。
  3. 通过在EIO_FLAG_SEL寄存器中选择正确的位并读取EIO_FLAGS寄存器中的值来查看PMA FIFO水平。正常操作期间,TX和RX FIFO应未被实际填充。尤其是在观察到TX FIFO不是空就是满时,表示时钟频率有问题。RX FIFO不应该为满,尽管姑且可容忍一个空的RX FIFO。
  4. 建立通路完整性—正确操作时,通路不会出现高于频率为每天1小时的位错误。数据包中的位错误被识别为FCS错误。包括空闲帧在内的控制信息中的位错误通常会导致XL/CGMII解码错误。
  5. 验证数据包流量—以太网协议包括通路自动重排序,于是较高级别应遵循PCS。如果PCS被锁定,而较高级别流量被破坏,则远程发送器虚拟通道标签可能有问题。
  6. 链路调整—可调整收发器模拟参数以改善误码率。

此外,您的IP核可能在以太网链路建立后丢失以太网链路上的信号。这种情况下,TX功能不受影响,而RX功能被中断。以下症状表示以太网链路上信号丢失:

  • IP核解除置位rx_pcs_ready信号,表示IP核已经失去对齐标记锁定。
  • IP核将位于偏移0x326的RX_PCS_FULLY_ALIGNED_S寄存器中RX PCS完全对齐状态比特 (bit [0])解除置位。该变化与与rx_pcs_ready信号中值的更改有关。
  • 如果启用Enable link fault generation,则IP核将local_fault_status值设置为1。
  • IP核触发RX数字复位处理。