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一种支持高清晰度多媒体接口固定速率链路训练的装置设计

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西部广播电视 2023年第19期44卷 232-236页

作者：林巧珊深圳国实检测技术有限公司

本文介绍固定速率链路训练的相关概念,分析链路训练测试过程中存在的问题,并提出一种支持固定速率链路训练的装置设计,有效提高具备固定速率链路功能的高清晰度多媒体设备的测试效率。

关键词：高清晰度多媒体接口固定速率链路接收端发送端链路训练

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USB3.0物理层数字部分的设计与验证

USB3.0物理层数字部分的设计与验证

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作者：刘亮中国科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,USB（通用串行总线）作为一种标准的传输接口,应用十分广泛。自从2008年11月首次发布USB3.0规范以来,国外诸多厂商迅速推出解决方案。厂商的大力支持使其在便携式快速存储、大数据高速传输等领域占据非常重要的地位,展现出强大... 详细信息

近年来,USB（通用串行总线）作为一种标准的传输接口,应用十分广泛。自从2008年11月首次发布USB3.0规范以来,国外诸多厂商迅速推出解决方案。厂商的大力支持使其在便携式快速存储、大数据高速传输等领域占据非常重要的地位,展现出强大的竞争力;而纵观国内,却鲜有自主知识产权的USB3.0解决方案。因此,设计并实现自主的USB3.0芯片具有十分重要的意义。与前几个版本的USB规范相比,USB3.0的性能得到显著提升：高达5Gbps的传输速率相对于前一代整整提升了10倍。高性能、低功耗是当前的芯片设计的主流思想,如何在USB3.0电路设计中实现性能与功耗的平衡,是设计者需面对的重点和难点。物理层位于USB3.0硬件架构的最底层。发送电路可对并行数据进行加扰、编码以及串行化处理,输出串行信号;接收电路可从串行信号中提取时钟,经过去串行化、符号同步与弹性缓冲电路,得到稳定的数据流,然后采取解码、解扰处理,恢复为并行数据送至链路层。本文针对USB3.0规范的要求,通过对物理层特点进行研究与分析,对其中的数字部分进行了设计;除收发通道外,还对链路训练、环回控制以及误码率测试（BERT）等电路进行了设计和验证。文中使用SMIC40nm工艺的标准逻辑单元库,经过Design Complier （DC）逻辑综合,结果表明物理层的数字部分电路能够稳定工作在500MHz的频率,满足设计要求。本文涉及的工作内容主要包含以下三大部分：（1）在研究USB3.0规范的基础上,认真分析物理层的结构与设计指标,实现物理层整体架构的规划：根据电路实现的功能,将数字部分划分为发送通道、接收通道、通道管理以及链路训练四个部分;（2）使用Verilog语言对各部分电路进行RTL （Register Transfer Level）级功能描述,采用模块化的思想进行电路设计;详细介绍关键电路的工作原理与设计方案,并对设计中需注意的难点问题提出有效的解决方案;（3）采用ModelSim对各部分电路进行详尽的功能仿真：选用VC709Connectivity Kit （VC709连接功能套件）搭建硬件测试平台并进行板级验证。为提升测试数据的灵活性,使用上下位机联合的结构进行测试：上位机通过串口连接内置微控制器,从而实现电脑与FPGA的数据交互,验证数字部分电路的无差错传输测试。

关键词： USB3.0物理层多相位 8b/10b BERT 链路训练

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高速串行通信协议栈逻辑物理层的设计

高速串行通信协议栈逻辑物理层的设计

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作者：张家金东南大学

学位级别：硕士

互联网的发展伴随着大数据时代的到来,对服务器处理海量数据的能力提出了更高的要求,由此带来对网络中设备与设备之间信息交互的要求越来越高。研究高效的高速I/O串行总线是一种必然趋势,而定制串行通信协议栈是高速I/O串行总线,分为服... 详细信息

互联网的发展伴随着大数据时代的到来,对服务器处理海量数据的能力提出了更高的要求,由此带来对网络中设备与设备之间信息交互的要求越来越高。研究高效的高速I/O串行总线是一种必然趋势,而定制串行通信协议栈是高速I/O串行总线,分为服务层、网络层、数据链路层和物理层,主要应用于网络中多节点间的数据高速传输与转发,它能够支持数据中心的远程内存直接访问,以满足其对于大容量内存的需求。逻辑物理层是定制通信协议栈物理层逻辑部分,在整个定制通信协议栈的系统结构中占举足轻重的位置。本文对逻辑物理层模块功能和结构进行了相关的需求分析,给出了设计和实现的详细过程。首先对通信协议栈逻辑物理层相关的技术进行研究,包括多通道字符的处理、极性翻转、通道协商等。接着对设计的整体性能、功能、结构和模块层次进行了详细阐述,将逻辑物理层分为发送端、接收端和链路训练与控制状态机,逻辑物理层内部通过握手的方法完成链路的训练过程,保证上层服务层包和数据链路层包的正确发送和接收。然后重点阐述了逻辑物理层的模块实现过程,对逻辑物理层模块中的重要组成部分进行深入剖析,通过对各个模块的实现描述,说明了逻辑物理层对发送和接收报文进行处理的具体步骤,以及链路训练的协商机制,主要包括字节的拆分、通道的协商、字符的锁定和多通道之间的去偏移处理等关键问题。整个实现过程采用Verilog语言进行RTL级描述,通过功能仿真测试,并且通过设计流程图、模块系统架构图和框图等方式详细阐述各个模块的设计方法。最后使用ISE14.5软件,采用Xilinx的VC707开发平台,结合整个协议栈进行上板测试,进一步保证了逻辑物理层的健壮性,其中参考时钟为250Mhz,数据位宽为256比特,系统主时钟达到125Mhz,实现了预期的设计目标。本文设计的逻辑物理层功能完善,性能可靠,满足数据中心多节点间互联中定制串行通信协议栈的使用要求。

关键词：定制串行通信协议栈逻辑物理层通道协商链路训练 Verilog VC707

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基于光纤传输的PCI Express总线延长方法与实现

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通信技术 2021年第3期54卷 750-755页

作者：杨光付文彬郭元兴孟珞珈中国电子科技集团公司第三十研究所四川成都610041

为实现PCI Express总线的远距离传输,提出了一种PCI Express总线延长方法。该方法以光纤作为传输介质,采用光电转换模块,将PCI Express总线的电信号转为光信号,经光纤传输延长后,再使用光电转换模块将光信号还原为PCI Express总线电信... 详细信息

为实现PCI Express总线的远距离传输,提出了一种PCI Express总线延长方法。该方法以光纤作为传输介质,采用光电转换模块,将PCI Express总线的电信号转为光信号,经光纤传输延长后,再使用光电转换模块将光信号还原为PCI Express总线电信号。该方法结合了光纤传输信号质量高、传输距离远以及重量轻等优点,将PCI Express总线有效延长至30 m,并搭建测试环境进行了功能和性能测试验证,实现了PCI Express总线的远距离传输。

关键词： PCI Express 远距离传输光纤链路训练

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面向大规模ASIC验证的多FPGA芯片间高速通信技术

面向大规模ASIC验证的多FPGA芯片间高速通信技术

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第十六届计算机工程与工艺年会暨第二届微处理器技术论坛

作者：齐星云张峻夏军庞征斌国防科技大学计算机学院

受容量和其他资源限制,大规模ASIC芯片的FPGA原型系统验证常常需要采用多片FPGA芯片。因此,高效的多FPGA芯片间通信机制成为设计一个验证系统的重要工作。本文介绍了一种FPGA芯片间高速多路串行通信的实现技术和方法,给出了多路串行通... 详细信息

受容量和其他资源限制,大规模ASIC芯片的FPGA原型系统验证常常需要采用多片FPGA芯片。因此,高效的多FPGA芯片间通信机制成为设计一个验证系统的重要工作。本文介绍了一种FPGA芯片间高速多路串行通信的实现技术和方法,给出了多路串行通信架构,设计了报文传输格式,同时对链路训练过程进行了优化设计。综合布线和实际测试结果表明,该多路串行通信技术以一种简单的方式实现了多个FPGA芯片之间的高效数据通信。

关键词： ASIC芯片验证 FPGA芯片间通信多路串行通信链路训练

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