低延迟以太网10G MAC用户指南

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ID 683426
日期 10/31/2016
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文档目录 x
1. 关于低延迟以太网10G MAC 2. 启用 3. 功能性说明 4. 配置寄存器 5. 接口信号 A. 低延迟以太网10G MAC用户指南存档 B. 低延迟以太网10G MAC用户指南文档修订历史
1. 关于低延迟以太网10G MAC x
1.1. 特性 1.2. 发布信息 1.3. 器件系列支持 1.4. 性能和资源利用
1.1. 特性 x
1.1.1. LL Ethernet 10G MAC和Legacy 10-Gbps Ethernet MAC
1.3. 器件系列支持 x
1.3.1. 定义：器件支持等级
1.4. 性能和资源利用 x
1.4.1. 资源利用 1.4.2. TX和RX延迟
2. 启用 x
2.1. Intel FPGA IP核介绍 2.2. IP核安装和授权 2.3. 生成IP核（ Quartus® Prime Pro Edition） 2.4. 所生成文件 2.5. 仿真Intel FPGA IP核 2.6. 创建SignalTap II调试文件以匹配设计层次 2.7. LL Ethernet 10G MAC IP核的参数设置 2.8. 更新LL以太网10G MAC IP核 2.9. LL以太网10G MAC IP核的设计考量
2.9. LL以太网10G MAC IP核的设计考量 x
2.9.1. 从Legacy Ethernet 10G MAC移植到LL Ethernet 10G MAC 2.9.2. 时序约束
2.9.1. 从Legacy Ethernet 10G MAC移植到LL Ethernet 10G MAC x
2.9.1.1. 移植—Avalon-ST接口上的32-bit数据路径 2.9.1.2. 移植—保持Avalon-ST接口上的64-bit数据路径
2.9.2. 时序约束 x
2.9.2.1. Pseudo-Static CSR Fields（伪静态CSR域） 2.9.2.2. Clock Crosser（跨时钟域） 2.9.2.3. Dual Clock FIFO（双时钟FIFO）
3. 功能性说明 x
3.1. 体系结构 3.2. 接口 3.3. 帧类型 3.4. TX数据路径 3.5. RX数据路径 3.6. 流程控制 3.7. 复位要求 3.8. PHY支持 3.9. XGMII错误处理（链路故障） 3.10. IEEE 1588v2
3.4. TX数据路径 x
3.4.1. 填充字节插入 3.4.2. 地址插入 3.4.3. CRC-32插入 3.4.4. XGMII封装 3.4.5. 数据包间间隙生成和插入 3.4.6. XGMII传输 3.4.7. 单向特性 3.4.8. TX时序图
3.5. RX数据路径 x
3.5.1. XGMII解封装 3.5.2. CRC检查 3.5.3. 地址检查 3.5.4. 帧类型检查 3.5.5. 长度检查 3.5.6. CRC和填充字节移除 3.5.7. 上溢处理 3.5.8. RX时序图
3.5.5. 长度检查 x
3.5.5.1. 帧长度 3.5.5.2. 载荷长度
3.6. 流程控制 x
3.6.1. IEEE 802.3流程控制 3.6.2. 基于优先级的流程控制
3.6.1. IEEE 802.3流程控制 x
3.6.1.1. 暂停帧接收 3.6.1.2. 暂停帧传输
3.6.2. 基于优先级的流程控制 x
3.6.2.1. PFC帧接收 3.6.2.2. PFC帧发送
3.8. PHY支持 x
3.8.1. 10GBASE-R寄存器模式
3.10. IEEE 1588v2 x
3.10.1. 体系结构 3.10.2. TX数据路径 3.10.3. RX数据路径 3.10.4. 帧格式
3.10.4. 帧格式 x
3.10.4.1. 以IEEE 802.3封装的PTP数据包 3.10.4.2. 通过UDP/IPv4封装的PTP数据包 3.10.4.3. 通过UDP/IPv6封装的PTP数据包
4. 配置寄存器 x
4.1. 寄存器映射 4.2. 寄存器访问 4.3. 主MAC地址 4.4. MAC复位控制寄存器 4.5. TX_Configuration和Status寄存器 4.6. 流程控制寄存器 4.7. 单向控制寄存器 4.8. RX配置和状态寄存器 4.9. 时间戳寄存器 4.10. ECC寄存器 4.11. 统计寄存器
4.1. 寄存器映射 x
4.1.1. 将10-Gbps以太网MAC寄存器映射到LL以太网10G MAC寄存器
4.9. 时间戳寄存器 x
4.9.1. 计算时序调整
5. 接口信号 x
5.1. 时钟和复位信号 5.2. 速度选择信号 5.3. 纠错信号 5.4. 单向信号 5.5. Avalon® -MM编程信号 5.6. Avalon® -ST数据接口 5.7. Avalon® -ST流程控制信号 5.8. Avalon® -ST状态接口 5.9. PHY侧接口 5.10. IEEE 1588v2接口
5.6. Avalon® -ST数据接口 x
5.6.1. Avalon® -ST TX数据接口信号 5.6.2. Avalon® -ST RX数据接口信号 5.6.3. Avalon® -ST数据接口时钟
5.8. Avalon® -ST状态接口 x
5.8.1. Avalon® -ST TX状态信号 5.8.2. Avalon® -ST RX状态信号
5.9. PHY侧接口 x
5.9.1. XGMII TX信号 5.9.2. XGMII RX信号 5.9.3. GMII TX信号 5.9.4. GMII RX信号 5.9.5. MII TX信号 5.9.6. MII RX信号
5.10. IEEE 1588v2接口 x
5.10.1. IEEE 1588v2出口（Egress）TX信号 5.10.2. IEEE 1588v2入口（Ingress）RX信号 5.10.3. IEEE 1588v2接口时钟
1. 关于低延迟以太网10G MAC
2. 启用
3. 功能性说明
4. 配置寄存器
5. 接口信号
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B. 低延迟以太网10G MAC用户指南文档修订历史

4.11. 统计寄存器

带有前缀tx_的统计计数器收集TX数据路径上的统计数据；带有前缀rx_的统计计数器收集RX数据路径上的统计数据。计数器收集下列帧的统计数据：

  • 良好帧 — 具有有效帧长度的无错误帧。
  • 错误帧 — 包含错误的帧或具有无效帧长度的帧。
  • 无效帧—MAC IP核或其当前配置不支持的帧。例如，若配置MAC接收所有单播帧，则认为单播帧有效，由于地址过滤被禁用。MAC丢弃无效帧。

大多数统计计数器为36比特宽并占据2个偏移量。用户应用程序必须首先读取较低32位，接着再读取较高4位。

  • 较低32位的计数器会占用第一个偏移。
  • 较高4位的计数器会占用第二个偏移的位3:0。
  • 第二个偏移处的位31:5处于保留状态。

使用统计计数器时，考量下列指导原则：

  • MAC IP核接收或发送背对背过小帧时，基于存储器的统计计数器可能不准确。TX数据路径上，可使能padding以避免这种情况。过小帧是小于64字节的帧。
  • 当TX和RX数据路径正在复位时，不要访问统计计数器。否则将导致无法预知的后果。

表 28.  TX和RX统计寄存器
字偏移量 寄存器名称 说明 访问权限 HW复位值
0x0140 tx_stats_clr
  • Bit 0—将此寄存器设置为1以清零所有TX统计计数器。所有计数器被清零后，IP核清零该位。
  • Bits 31:1—保留。
RWC 0x0
0x01C0 rx_stats_clr
  • Bit 0—将此寄存器设置为1以清零所有RX统计计数器。所有计数器被清零后，IP核清零该位。
  • Bits 31:1—保留。
 RWC 0x0
0x0142 tx_stats_framesOK 36-bit统计计数器，收集成功接收或发送的帧数目，包括控制帧。 RO 0x0
0x0143
0x01C2 rx_stats_framesOK
0x01C3
0x0144 tx_stats_framesErr 36-bit统计计数器，收集接收或发送的错误帧的数目，包括控制帧。 RO 0x0
0x0145
0x01C4 rx_stats_framesErr
0x01C5
0x01C6 rx_stats_framesCRCErr 36-bit统计计数器，收集具有CRC错误的RX帧的数目。 RO 0x0
0x01C7
0x0148 tx_stats_octetsOK 64-bit统计计数器，收集负载长度，包括控制帧中的字节。载荷长度是被接收或被发送的数据和填充字节的数目。如果tx_vlan_detection[0]或rx_vlan_detection[0]寄存器位被设置为1，则VLAN和堆栈式VLAN标签分别计作TX载荷或RX载荷的一部分。 RO 0X0
0X0149
0x01C8 rx_stats_octetsOK
0x01C9
0x014A tx_stats_pauseMACCtrl_Frames 36-bit统计计数器，收集接收或发送的有效暂停帧的数目。 RO 0x0
0x014B
0x01CA rx_stats_pauseMACCtrl_Frames
0x01CB
0x014C tx_stats_ifErrors 36-bit统计计数器，收集接收或发送的无效帧以及有错误的帧的数目。 RO 0X0
0x014D
0x01CC rx_stats_ifErrors
0x01CD
0x014E tx_stats_unicast_FramesOK 36-bit统计计数器，收集接收或发送的良好的单播帧数量，不包括控制帧。 RO 0X0
0x014F
0x01CE rx_stats_unicast_FramesOK
0x01CF
0X0150 tx_stats_unicast_FramesErr 36-bit统计计数器，收集接收或发送的具有错误的单播帧数量，不包括控制帧。 RO 0X0
0X0151
0x01D0 rx_stats_unicast_FramesErr
0x01D1
0X0152 tx_stats_multicast_FramesOK 36-bit统计计数器，收集接收或发送的良好的组播帧数量，不包括控制帧。 RO 0X0
0X0153
0x01D2 rx_stats_multicast_FramesOK
0x01D3
0x0154 tx_stats_multicast_FramesErr 36-bit统计计数器，收集接收或发送的有错误的组播帧数量，不包括控制帧。 RO 0x0
0x0155
0x01D4 rx_stats_multicast_FramesErr
0x01D5
0x0156 tx_stats_broadcast_FramesOK 36-bit统计计数器，收集接收或发送的良好的广播帧数量，不包括控制帧。 RO 0x0
0x0157
0x01D6 rx_stats_broadcast_FramesOK
0x01D7
0X0158 tx_stats_broadcast_FramesErr 36-bit统计计数器，收集接收或发送的具有错误的广播帧数量，不包括控制帧。 RO 0x0
0x0159
0x01D8 rx_stats_broadcast_FramesErr
0x01D9
0x015A tx_stats_etherStatsOctets 64-bit统计计数器，收集接收或发送的八位字节（octets）的总数目。该计数包括良好，错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x015B
0x01DA rx_stats_etherStatsOctets
0x01DB
0x015C tx_stats_etherStatsPkts 36-bit统计计数器，收集接收或发送的良好帧、出错帧和无效帧的总数量。 RO 0X0
0x015D
0x01DC rx_stats_etherStatsPkts
0x01DD
0x015E tx_stats_etherStatsUndersizePkts 36-bit统计计数器，收集过小TX或RX帧的数量。 RO 0x0
0x015F
0x01DE rx_stats_etherStatsUndersizePkts
0x01DF
0x0160 tx_stats_etherStatsOversizePkts 36-bit统计计数器，收集其长度超过指定最大帧长度的TX或RX帧的数量。 RO 0x0
0x0161
0x01E0 rx_stats_etherStatsOversizePkts
0x01E1
0x0162 tx_stats_etherStatsPkts64Octets 36-bit统计计数器，收集64-byte TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x0163
0x01E2 rx_stats_etherStatsPkts64Octets
0x01E3
0x0164 tx_stats_etherStatsPkts65to127Octets 36-bit统计计数器，收集长度介于65至127-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x0165
0x01E4 rx_stats_etherStatsPkts65to127Octets
0x01E5
0x0166 tx_stats_etherStatsPkts128to255Octets 36-bit统计计数器，收集长度介于128至255-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x0167
0x01E6 rx_stats_etherStatsPkts128to255Octets
0x01E7
0x0168 tx_stats_etherStatsPkts256to511Octets 36-bit统计计数器，收集长度介于256至511-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0X0
0x0169
0x01E8 rx_stats_etherStatsPkts256to511Octets
0x01E9
0x016A tx_stats_etherStatsPkts512to1023Octets 36-bit统计计数器，收集长度介于512至1,023-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x016B
0x01EA rx_stats_etherStatsPkts512to1023Octets
0x01EB
0x016C tx_stats_etherStatPkts1024to1518Octets 36-bit统计计数器，收集长度介于1,024至1,518-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0X0
0x016D
0x01EC rx_stats_etherStatPkts1024to1518Octets
0x01ED
0x016E tx_stats_etherStatsPkts1519toXOctets 36-bit统计计数器，收集长度介于大于或等于1,519-byte的TX或RX帧的数量，包括CRC字段，但不包括前导码和SFD字节。该计数包括良好的，有错误的以及无效帧。 RO 0x0
0x016F
0x01EE rx_stats_etherStatsPkts1519toXOctets
0x01EF
0x01F0 rx_stats_etherStatsFragments 36-bit统计计数器，收集长度小于64字节以及具有CRC错误的RX帧的总数量。 RO 0x0
0x01F1
0x01F2 rx_stats_etherStatsJabbers 36-bit统计计数器，收集超大以及具有CRC错误的RX帧的数量。 RO 0x0
0x01F3
0x01F4 rx_stats_etherStatsCRCErr 36-bit统计计数器，收集其长度在64和寄存器中所指定最大帧长度之间且具有CRC错误的RX帧的数量。MAC不会丢弃这些帧。 RO 0x0
0x01F5
0x0176 tx_stats_unicastMACCtrlFrames 36-bit统计计数器，收集有效TX或RX单播控制帧的数量。 RO 0x0
0x0177
0x01F6 rx_stats_unicastMACCtrlFrames
0x01F7
0x0178 tx_stats_multicastMACCtrlFrames 36-bit统计计数器，收集有效TX或RX组播控制帧的数量。 RO 0x0
0x0179
0x01F8 rx_stats_multicastMACCtrlFrames
0x01F9
0x017A tx_stats_broadcastMACCtrlFrames 36-bit统计计数器，收集有效TX或RX广播控制帧的数量。 RO 0x0
0x017B
0x01FA rx_stats_broadcastMACCtrlFrames
0x01FB
0x017C tx_stats_PFCMACCtrlFrames 36-bit统计计数器，收集有效TX或RX PFC帧的数量。 RO 0x0
0x017D
0x01FC rx_stats_PFCMACCtrlFrames
0x01FD
二级标题