基于RocketIO接口的高速互連應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)
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3 RocketIO接口的信號完整性設(shè)計(jì)
在實(shí)際應(yīng)用中，參考時鐘、電源供電以及高速傳輸線路的設(shè)計(jì)與布局是影響數(shù)據(jù)傳輸效果的最重要因素。為了保證Rocket IO能可靠工作，在RocketIO接口設(shè)計(jì)過程中需要注意以下的問題：
(1)電源供電。該系列FPGA器件中每個RocketIO高速串行收發(fā)器包括5類電源引腳，分別為MGTAVCCPLL，MGTAVCC，MGTAVTTRX，MGTAVTT TX，MGTAVTTRXC，這些引腳對噪聲的影響都非常敏感，為了保證高速電路能夠可靠工作，RocketIO需要和周圍的噪聲源進(jìn)行隔離。因此需要對RocketIO收發(fā)器進(jìn)行專門的供電，且每個供電引腳必須有獨(dú)立的LC濾波網(wǎng)絡(luò)，其連接關(guān)系如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149180.htm
(2)高速信號。RocketIO高速串行收發(fā)器采用高速差分信號線，由于所傳輸?shù)牟罘中盘栴l率很高，高速差分對走線應(yīng)當(dāng)有最高的優(yōu)先級，兩根差分信號線必須在長度上盡量匹配，長度失配會產(chǎn)生共模噪聲和輻射，嚴(yán)重的失配會產(chǎn)生時鐘抖動和不可預(yù)知的時序問題，差分線必須盡量匹配，端接電阻50 Ω和75 Ω可選，50 Ω用于芯片和芯片之間互連，75 Ω用于芯片和電纜之間互連；高速差分線不要打孔，要布在電路板中同一層。
(3)參考時鐘。RocketIO不能使用經(jīng)過數(shù)字時鐘管理模塊(DCM)倍頻的參考時鐘，因?yàn)镈CM倍頻會引入過大的時鐘抖動，在RocketIO的高速數(shù)據(jù)傳輸條件下會引起不必要的錯誤。RocketIO的時鐘由差分時鐘輸入后，只經(jīng)過一級BUFG，將時鐘引入FPGA的全局時鐘樹，然后直接連入到RocketIO的參考時鐘引腳上。
4 測試驗(yàn)證
在完成硬件設(shè)計(jì)后，可利用ChipScope Proh分析工具測試RocketIO的工作性能，通過內(nèi)置在收發(fā)器內(nèi)的誤碼率測試器，設(shè)置RocketIO為串行閉環(huán)方式，并運(yùn)行軟件進(jìn)行測試即可得到實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。如圖6所示可觀察到鏈路上的傳輸特性，并可得誤碼率可達(dá)到10-12，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
5 結(jié)語
本文從Virtex5系列FPGA的RocketIO高速串行收發(fā)器入手，根據(jù)接口設(shè)計(jì)需要闡述了應(yīng)用RapidIO協(xié)議和FC協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)思想及工作原理。并分析了高速傳輸在硬件設(shè)計(jì)過程需要注意的一些問題，為高速接口設(shè)計(jì)的研究奠定了基礎(chǔ)，具有一定的科研價值和實(shí)踐意義。
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