25 Gbps以太网IP核用户指南

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ID 683639
日期 10/31/2016
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文档目录 x
1. 数据表 2. 启用 3. 25GbE IP核参数 4. 功能性说明 5. 复位 6. 接口和信号说明 7. 控制，状态和统计寄存器说明 8. 调试链路 9. 文档修订历史
1. 数据表 x
1.1. 25GbE IP核所支持特性 1.2. 25GbE IP核器件系列和速度等级支持 1.3. IP核验证 1.4. 性能和资源利用率 1.5. 发布信息
1.2. 25GbE IP核器件系列和速度等级支持 x
1.2.1. 器件系列支持 1.2.2. 25GbE IP核器件速度等级支持
1.3. IP核验证 x
1.3.1. 仿真环境 1.3.2. 编译检查 1.3.3. 硬件测试
2. 启用 x
2.1. IP核安装和授权 2.2. 指定 25GbE IP核参数和选项 2.3. 仿真IP核 2.4. 所生成文件的结构 2.5. 将您的IP核集成到设计中 2.6. 编译完整设计和编程FPGA
2.1. IP核安装和授权 x
2.1.1. OpenCore Plus IP评估
2.5. 将您的IP核集成到设计中 x
2.5.1. 管脚约束 2.5.2. 添加收发器PLL 2.5.3. 为具有1588 PTP特性的实例添加外部Time-of-Day模块 2.5.4. 25GbE IP核布局设置
4. 功能性说明 x
4.1. 25GbE IP核功能性说明 4.2. 用户接口到以太网传输
4.1. 25GbE IP核功能性说明 x
4.1.1. 25GbE IP核TX数据路径 4.1.2. 25 GbE TX PCS 4.1.3. 25GbE IP核RX数据路径 4.1.4. 链路故障信号接口 4.1.5. 25 GbE RX PCS 4.1.6. 流程控制 4.1.7. 1588精密时间协议接口
4.1.1. 25GbE IP核TX数据路径 x
4.1.1.1. 帧填充 4.1.1.2. 前导码插入 4.1.1.3. 数据包间间隙生成和插入 4.1.1.4. 帧校验序列（CRC32）插入
4.1.2. 25 GbE TX PCS x
4.1.2.1. TX RSFEC
4.1.3. 25GbE IP核RX数据路径 x
4.1.3.1. IP核前导码处理 4.1.3.2. IP核畸形数据包处理 4.1.3.3. 长度/类型域处理 4.1.3.4. RX CRC校验和动态转发
4.1.3.3. 长度/类型域处理 x
4.1.3.3.1. 长度检查
4.1.5. 25 GbE RX PCS x
4.1.5.1. RX RSFEC
4.1.6. 流程控制 x
4.1.6.1. TX Pause/PFC流程控制帧传输请求 4.1.6.2. XON/XOFF暂停帧
4.1.7. 1588精密时间协议接口 x
4.1.7.1. 实现包含 25GbE IP核的1588系统 4.1.7.2. PTP接收功能 4.1.7.3. PTP发送功能 4.1.7.4. 1588 PTP实例的外部Time-of-Day模块 4.1.7.5. PTP时间戳和TOD格式
4.2. 用户接口到以太网传输 x
4.2.1. 传输顺序 4.2.2. TX和RX数据路径上的比特顺序
6. 接口和信号说明 x
6.1. TX MAC接口到用户逻辑 6.2. RX MAC接口到用户逻辑 6.3. 收发器 6.4. 收发器重配置信号 6.5. Avalon-MM管理接口 6.6. 1588 PTP接口信号 6.7. 其他状态和调试信号 6.8. 复位信号
7. 控制，状态和统计寄存器说明 x
7.1. PHY寄存器 7.2. TX MAC寄存器 7.3. RX MAC寄存器 7.4. Pause/PFC流程控制寄存器 7.5. 统计寄存器 7.6. 1588 PTP寄存器 7.7. TX Reed-Solomon FEC寄存器 7.8. RX Reed-Solomon FEC寄存器
7.5. 统计寄存器 x
7.5.1. TX统计寄存器 7.5.2. RX统计寄存器
8. 调试链路 x
8.1. 错误插入测试和调试 8.2. 创建SignalTap II调试文件以匹配设计层次
1. 数据表
2. 启用
3. 25GbE IP核参数
4. 功能性说明
5. 复位
6. 接口和信号说明
7. 控制，状态和统计寄存器说明
8. 调试链路
9. 文档修订历史

6.6. 1588 PTP接口信号

表 17.  1588精密时间协议接口信号这些信号的时钟根据指定应为clk_rxmac或clk_txmac。所有64-bit输出信号都是Intel 64-bit TOD格式，并且需要以此格式驱动所有64-bit输入信号。

信号名称

方向

说明
PTP接口到TOD模块
x_time_of_day_96b_data[95:0] 输入 clk_txmac时钟域中的当前V2格式（96-bit）TOD。将此信号连接到外部TOD模块。

此信号仅在您将Time of day format参数设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats时可用。

tx_time_of_day_64b_data[63:0] 输入 clk_txmac时钟域中的当前64-bit TOD。将此信号连接到外部TOD模块。

此信号仅在您将Time of day format参数设置为Enable 64-bit timestamp format或 Enable both formats时可用。

rx_time_of_day_96b_data[95:0] 输入 clk_txmac时钟域中的当前V2格式（96-bit）TOD。将此信号连接到外部TOD模块。

此信号仅在您将Time of day format参数设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats时可用。

rx_time_of_day_64b_data[63:0] 输入 clk_txmac时钟域中的当前64-bit TOD。将此信号连接到外部TOD模块。

此信号仅在您将Time of day format参数设置为Enable 64-bit timestamp format或 Enable both formats时可用。

PTP接口到客户端
与One Step处理有关的TX信号
tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert 输入 表示TX客户端接口上的当前数据包为1588 PTP数据包，并指示IP核以one-step处理插入模式处理数据包。在该模式下，IP核会用此数据包出现在以太网链路的时间戳来覆盖数据包原本的时间戳。

TX客户端必须与1588 PTP数据包的TX SOP信号同步置位和置低该信号。

如果TX客户端将此信号与tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update或tx_egress_timestamp_request_valid同时置位，尚无明确结果。

tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update 输入 表示TX客户端接口上的当前数据包是1588 PTP数据包，并指示IP核以one-step处理校正模式处理数据包。在该模式中，IP核将IP核（停留时间）延迟添加到当前时间戳字段的内容中。

TX客户端与1588 PTP数据包的TX SOP信号同步置位和置低该信号。

如果TX客户端将此信号与tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert或tx_egress_timestamp_request_valid同时置位，尚无明确结果。

tx_etstamp_ins_ctrl_ingress_timestamp_96b[95:0] 输入

当数据包进入系统时，显示V2格式TOD。

当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update时必须确保该信号在每个TX SOP周期有效。在TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持该信号所需的值。当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update时，该信号仅可用于透明时钟模式。

如果将Time of day format参数设置为Enable 96-bit timestamp format或 Enable both formats，此信号才可用。

tx_etstamp_ins_ctrl_ingress_timestamp_64b[63:0] 输入

当数据包进入系统时，表示TOD（以Intel 64-bit格式）。

当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update时必须确保该信号在每个TX SOP周期有效。在TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持该信号所需的值。当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update时，该信号仅可用于透明时钟模式。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats ，该信号才可用。

tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_format 输入 如果TX客户端同时置位tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert，就要为当前数据包指定时间戳格式（V1或V2格式）。具体值如下：
  • 1'b0：96-bit时间戳格式（V2）
  • 1'b1：64-bit时间戳格式（V1）

在TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持该信号所需的值。

如果客户端指定V1格式，则从96-bit时间戳和TOD信号的位[79:16]读和写V1格式TOD（秒有32位，纳秒也有32位）。

注： 如果将Time of day format参数设置为Enable 64-bit timestamp format，置位tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert的结果尚不确定。因此，任何情况下的时间戳都会映射到96-bit信号。
tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_calc_format 输入 TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update的同时，指定当前数据包的TOD格式（Intel 64-bit TOD格式或V2 96-bit格式）。具体值如下：
  • 1'b0：96-bit TOD格式（V2）
  • 1'b1：64-bit TOD格式（V1）

TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持该信号所需的值。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats，且客户端指定64-bit格式，IP核映射64-bit TOD格式time-of-day（秒是32-bit，纳秒是32-bit），与其在96-bit时间戳和TOD信号的位[79:16]中一样。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format，且客户端指定96-bit格式（V2），该结果尚不明确。

reconfig_address0[15:0]

输入

如果TX客户端同时置位tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert，则指定数据包中时间戳信息的字节偏移。IP核会在该偏移处覆盖该值。TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持该信号所需的值。

如果数据包支持V2格式，时间戳具有96-bit。这种情况下，IP核在该偏移插入该时间戳的10个字节（bits [95:16]），并在tx_etstamp_ins_ctrl_offset_correction_field所指定的偏移保留该时间戳的2个字节（bits [15:0]）。

该偏移必须支持数据包首256个字节中包含的完整时间戳。

TX客户端必须确保数据包中的时间戳字节和UDP校验和字节没有重叠。IP核不会查重。如果有两个字段的重叠，结果尚不明确。
tx_etstamp_ins_ctrl_offset_correction_field[15:0] 输入 如果TX客户端同时置位tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update，该信号在当前数据包中指定校正字段的字节偏移。

如果TX客户端同时置位tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert和置低（将值设置为0）tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_format信号，信号指定时间戳位[15:0]的字节偏移。

置位TX SOP信号时，TX客户端必须保持该信号所需要的值。该偏移必须支持数据包首256字节中包含完整的时间戳。

TX客户端必须确保数据包中的校正字段字节和UDP校验和字节不重叠。IP核不检查重叠。如果有两个字段重叠，该结果尚不明确。
tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_zero 输入 TX客户端在TX SOP周期置位该信号，以告知IP核清零当前数据包中的UDP校验和。

如果TX客户端置位了tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_correct信号，就不能再置位该信号。该信号仅在one-step时钟模式中有意义。

归零的UDP校验和表示校验和值不一定正确。该信息可告知应用程序跳过UDP IPv4数据包的校验和检查。该功能对于UDP IPv6数据包是非法的。

tx_etstamp_ins_ctrl_offset_checksum_field[15:0] 输入 显示当前数据包中UDP校验和的字节偏移。当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_zero信号时，也必须确保该信号在每个TX SOP周期中都有一个有效值。在IP 核要复位的数据包中保留两个位的字节偏移。仅在one-step时钟模式中，该信号才有意义。

TX 客户端必须确保数据包中的UDP校验和字节和时间戳字节没有重叠。IP核不会检查是否有重叠。如果有两个字段的重叠，该结果尚不明确。
tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_correct 输入 TX客户端在TX SOP周期中置位该信号，以指示IP核更新（校正）当前数据包中的UDP校验和。

如果TX客户端将tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_zero信号置位，就不可再置位该信号。该信号仅在one-step时钟模式下有效。

应用程序必须在正确的UDP IPv6数据包处理中置位该信号。
tx_etstamp_ins_ctrl_offset_checksum_correction[15:0] 输入 显示当前数据包中UDP校验和的字节偏移。当TX客户端置位tx_etstamp_ins_ctrl_checksum_zero信号时，也必须确保该信号在每个TX SOP周期中都有一个有效值。在IP 核要复位的数据包中保留两个位的字节偏移。仅在one-step时钟模式中，该信号才有意义。

TX 客户端必须确保数据包中的UDP校验和字节和时间戳字节没有重叠。IP核不会检查是否有重叠。如果有两个字段的重叠，该结果尚不明确。
tx_egress_asymmetry_update 输入 表示IP内核在校正计算中应包含TX_PTP_ASYM_DELAY寄存器中的的值。TX SOP信号被置位时，TX客户端必须保持信号上所需的值。

该选项可用于one-step校正模式。
Two Step处理相关的TX信号
tx_egress_timestamp_request_valid 输入 表示TX客户端接口上的当前数据包为1588 PTP数据包，并指示IP核以two-step处理处理数据包。在该模式下，IP核在数据包退出IP核时输出该数据包的时间戳，并且不修改数据包时间戳的信息。

TX客户端必须与1588 PTP数据包的TX SOP信号同步置位和置低该信号。

如果TX客户端将此信号与tx_etstamp_ins_ctrl_timestamp_insert或tx_etstamp_ins_ctrl_residence_time_update同时置位，该结果尚不明确。

tx_egress_timestamp_96b_data[95:0]

输出

当以太网链路上的1588 PTP帧开始传输时，提供V2格式时间戳。当tx_egress_timestamp_96b_valid信号被置位时，值有效。该信号仅在two-step时钟模式下有意义。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats ，该信号才可用。

tx_egress_timestamp_96b_valid 输出 显示当前clk_txmac时钟周期中的tx_egress_timestamp_96b_data和tx_egress_timestamp_96b_fingerprint信号有效。该信号仅用于two-step时钟模式。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats时， 该信号才可用。

tx_egress_timestamp_64b_data[63:0]

输出

当以太网链路上V1格式1588 PTP帧开始传输时，提供时间戳。当tx_egress_timestamp_64b_valid信号被置位时，值有效。该信号仅在two-step时钟模式下有意义。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats ，该信号才可用。

tx_egress_timestamp_64b_valid 输出 显示当前clk_txmac时钟周期中的tx_egress_timestamp_64b_data和tx_egress_timestamp_64b_fingerprint信号有效。该信号仅用于two-step时钟模式。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats时， 该信号才可用。

tx_egress_timestamp_request_fingerprint[(W–1):0]

其中W是您为Fingerprint width参数指定的值，介于1和32之间。

输入 当前数据包的指纹。

TX客户端必须与1588 PTP数据包TX SOP信号同步置位和置低该信号。
tx_egress_timestamp_96b_fingerprint[(W–1):0]

其中W是您为Fingerprint width参数指定的值，介于1和32之间。

输出 提供以太网链路上当前开始传输的V2格式1588 PTP帧的指纹。当tx_egress_timestamp_96b_valid信号被置低时，值有效。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats时，该信号才可用。

tx_egress_timestamp_64b_fingerprint[(W–1):0]

其中W是您为Fingerprint width参数指定的值，介于1和32之间。

输出 提供以太网链路上当前开始传输的Intel 64-bit 1588 PTP帧的指纹。当tx_egress_timestamp_64b_valid信号被置低时，值有效。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats时，该信号才可用。

RX信号
rx_ingress_timestamp_96b_data[95:0]

输出

无论RX客户端上当前数据包是否为1588 PTP数据包，显示IP核在以太网链路上接收到数据包时的V2格式时间戳。在IP核置位1588 PTP数据包的相同周期内IP核提供信号上的有效值。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats ，该信号才可用。

rx_ingress_timestamp_96b_valid

输出

 表示rx_ingress_timestamp_96b_data信号当前周期内有效。该信号在1588 PRP数据包的RX SOP信号中是多余的。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 96-bit timestamp format或Enable both formats时，该信号才可用。

rx_ingress_timestamp_64b_data[63:0]

输出

无论RX客户端上当前数据包是否为1588 PTP数据包，显示IP核在以太网链路上接收到数据包时的64-bit TOD（以Intel 64-bit格式）。在IP核置位1588 PTP数据包的相同周期内IP核提供信号上的有效值。

如果将Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats ，该信号才可用。

rx_ingress_timestamp_64b_valid

输出

 表示rx_ingress_timestamp_64b_data信号当前周期内有效。该信号在1588 PRP数据包的RX SOP信号中是多余的。

仅当Time of day format参数值设置为Enable 64-bit timestamp format或Enable both formats时，该信号才可用。

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