以太网支持中心
用于选择设计、实施以太网链路的指南、教程和文档,以及如何初启系统和调试链路的说明。
以太网 IP 支持中心提供有关如何为 Agilex™ 7、Agilex™ 5、Stratix® 10、Arria® 10 和 Cyclone® 10 设备选择、设计和实施以太网链路的信息。此外还提供了有关如何初启系统和调试以太网链路的指南。此页面分成不同类别,分别与以太网系统设计流程的各个环节相对应。
获取有关 Agilex™ 7 FPGA接口协议设计、 Agilex™ 5 FPGA接口协议设计以及关键关键资源和文档的标准开发流程分步指导之旅的其他支持。
对于其他设备,请搜索 设备和产品支持集合。
以太网设计实施示意图
1.设备和 IP 选择
我应该使用哪个FPGA系列?
请参阅表 1,了解 Agilex™、Stratix® 10、Arria® 10 和 Cyclone® 10 设备对以太网知识产权 (IP) 核的支持情况。比较这四种设备,为以太网子系统实施选择合适的设备。
表 1 - 设备与 IP 核支持
设备产品家族 |
Tile 类型(仅限 Agilex™ 7 设备) |
IP 内核 |
电气接口 |
正向纠错 |
1588 精确时间协议 |
自动协商/ 链路调训 |
---|---|---|---|---|---|---|
Agilex™ 7 |
E-Tile |
100GBASE-KR4 100GBASE-CR4 CAUI-4 CAUI-2 25GBASE-KR 25GBASE-CR 25GBASE-R AUI 25GBASE-R Consortium Link 10GBASE-KR 10GBASE-CR |
Reed Solomon (528, 514) 里德·所罗门 (544, 514) |
✓ |
✓ |
|
F-Tile |
10BASE-T 100BASE-T 1000BASE-T |
X |
✓ |
✓ |
||
F-Tile | NBASE-T | X
|
✓ | X | ||
F-Tile | NBASE-T |
|
✓ | ✓ | ||
F-Tile | NBASE-T | 无 | ✓ | ✓ | ||
F-Tile | 25GBASE-R、25GBASE-SR |
|
X | ✓ | ||
F-Tile | 25GBASE-R、25GBASE-SR |
|
X | ✓ | ||
F-Tile | 25GBASE-R、25GBASE-SR |
|
X | ✓ | ||
F-Tile | 10GBASE-KR、10GBASE-CR 10GBASE-LR、25GBASE-KR 25GBASE-CR、25GBASE-R、25GAUI-1、40GBASE-KR4 40GBASE-CR4, 40GBASE-SR4, 50GBASE-KR1, 50GBASE-CR1, 50GBASE-KR2, 50GBASE-CR2, 50GAUI-1、50GAUI-2、100GBASE-KR1、100GBASE-CR1、100GBASE-KR2、100GBASE-CR2、100GBASE-KR4、100GBASE-CR4、100GAUI-1、100GAUI-2100GAUI-4、CAUI-2、CAUI-4、200GBASE-KR2、200GBASE-CR2、200GBASE-KR4、200GBASE-CR4、200GAUI-2200GAUI-4、200GAUI-8、400GBASE-KR4、400GBASE-CR4、400GAUI-4、400GBASE-KR8、400GBASE-CR8、400GAUI-8 |
|
✓ | ✓ | ||
F-Tile |
10GBASE-KR、10GBASE-CR、10GBASE-R、25GBASE-KR、25GBASE-CR、25GBASE-R AUI、25GBASE-R Consortium Link、40GBASEKR-4、40GBASE-CR4、40GBASE-SR4、50GBASE-KR2、50GBASE-CR2、50GAUI-2、50GAUI-1、100GBASE-KR4、100GBASE-CR4、CAUI-4、CAUI-2、CAUI-1、200GAUI-4、200GAUI-2、200GAUI-8、400GAUI-8、400GAUI-4 |
|
✓ | ✓ | ||
设备产品家族 |
Tile 类型(仅限 Stratix® 10 设备) |
IP 内核 |
电气接口 |
正向纠错 |
1588 精确时间协议 |
自动协商/ 链路调训 |
Stratix® 10 GX/SX/MX/TX/DX |
L-Tile 和 H-Tile |
10BASE-T 100BASET 1000BASE-T 1000BASE-X |
|
✓ |
✓ |
|
L-Tile 和 H-Tile |
10BASE-T 100BASET 1000BASE-T 1000BASE-X 10GBASE-R NBASE-T MGBASE-T |
法尔码 FEC |
✓ |
✓ |
||
L-Tile 和 H-Tile |
10GBASE-R |
|||||
L-Tile 和 H-Tile |
10GBASE-KR PHY |
|||||
L-Tile 和 H-Tile |
1G/2.5G/5G/10G 多速率以太网 PHY |
|||||
L-Tile 和 H-Tile |
低延迟 40 Gbps 以太网 FPGA IP | 40G-BASE-R4 |
法尔码 FEC |
|
✓ |
|
H-Tile |
面向以太网的 FPGA H-Tile 硬核 IP |
50G-BASE-R2 100G-BASE-R4 |
|
|
✓ |
|
L-Tile 和 H-Tile |
25G 以太网Stratix® 10 FPGA IP |
25GBASE-SR 10GBASE-R |
Reed Solomon (528, 514) |
✓ |
|
|
L-Tile 和 H-Tile |
低延迟 100 Gbps 以太网 FPGA IP |
100G-BASE-R4 |
Reed Solomon (528, 514) |
|
|
|
E-Tile |
100GBASE-KR4 100GBASE-CR4 CAUI-4 CAUI-2 25GBASE-KR 25GBASE-CR 25GBASE-R AUI 25GBASE-R Consortium Link 10GBASE-KR 10GBASE-CR |
Reed Solomon (528, 514) 里德·所罗门 (544, 514) |
✓ |
✓ |
||
设备产品家族 |
IP 内核 |
电气接口 |
正向纠错 |
1588 精确时间协议 |
自动协商/ 链路调训 |
|
Arria® 10 GX/GT/SX |
10BASE-T 100BASET 1000BASE-T 1000BASE-X |
|
✓ |
✓ |
||
10BASE-T 100BASET 1000BASE-T 1000BASE-X 10GBASE-R NBASE-T MGBASE-T |
法尔码 FEC |
✓ |
✓ |
|||
40G-BASE-R4 |
法尔码 FEC |
✓ |
✓ |
|||
100G-BASE-R10 100G-BASE-R4 |
Reed Solomon (528, 514) |
✓ |
|
|||
25G-BASE-R1 |
Reed Solomon (528, 514) |
✓ |
|
|||
50G-BASE-R2 |
|
|
|
|||
设备产品家族 |
IP 内核 |
电气接口 |
正向纠错 |
1588 精确时间协议 |
自动协商/ 链路调训 |
|
Cyclone® 10 LP/GX |
10BASE-T 100BASET 1000BASE-T 1000BASE-X |
|
✓ |
✓ |
||
10GBASE-R |
|
✓ |
|
请参阅相应的用户指南,了解和查看上表中列出的各个特性是否互斥。例如:FPGA IP 用于低延迟 100 Gbps 以太网(适用于 Arria® 10 台设备)不允许同时启用 RS-FEC 和 1588 PTP。
2.设计流程和 IP 集成
在哪里可以找到有关 IP 集成的信息?
请参阅您选择的 IP 核用户指南中的“入门”部分。您还可以参阅以下文档了解详细信息:
Agilex™ 设备
Stratix® 10 台设备
Arria® 10 台设备
- AN 735:FPGA低延迟以太网 10G MAC IP 内核迁移指南
- AN 795:Arria® 10 设备中使用低延迟 10G MAC IP 内核的 10G 以太网子系统实施指南
- AN 808:10G 以太网子系统从 Arria® 10 到 Stratix® 10 的迁移指南
应该使用哪个以太网 IP 核?
面向以太网的 FPGA IP
面向以太网的 FPGA IP 组合包含各种 IP 类型,支持从 10 Mbps 到 100 Gbps 的数据速率。以太网 IP 解决方案包括 Media Access Controller 和 PHY IP 核,PHY IP 核包括物理介质连接子层 (PMA) 和物理编码子层 (PCS)。如欲了解更多信息,请参考以下用户指南:
Agilex™ 设备
- 面向以太网 FPGA IP 的 E-Tile 硬核 IP 用户指南
- 《E-Tile 收发器 PHY 用户指南》
- E-Tile 通道布局工具
- Agilex™ 7 设备数据表
- Agilex™ 5 设备数据表
Stratix® 10 台设备
- FPGA 三速以太网 IP 内核用户指南
- FPGA 低延迟以太网 10G MAC IP 内核用户指南
- Stratix® 10 1G/2.5G/5G/10G 多速率以太网 PHY IP 内核用户指南
- Stratix® 10 10GBASE-KR PHY IP 内核用户指南
- Stratix® 10 低延迟 40-Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- Stratix® 10 低延迟 100-Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- 面向以太网 FPGA IP 的 Stratix® 10 E-Tile Hard IP 用户指南
- 《Stratix® 10 E-Tile 收发器 PHY 用户指南》
- 面向以太网 FPGA IP 的 Stratix® 10 H-Tile Hard IP 用户指南
- Stratix® 10 L-Tile 和 H-Tile 收发器 PHY 用户指南
- Stratix® 10 设备数据表
- E-Tile 通道布局工具
Arria® 10 台设备
- FPGA 三速以太网 IP 内核用户指南
- FPGA 低延迟以太网 10G MAC IP 内核用户指南
- 25 Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- 50 Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- 低延迟 40 Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- 低延迟 100 Gbps 以太网 IP 内核用户指南
- 低延迟 40 Gbps 和 100 Gbps 以太网 MAC 和 PHY MegaCore 功能用户指南
Cyclone® 10 台设备
3.主板设计和功耗管理
引脚连接指南
Agilex™ 设备
Stratix® 10 台设备
Arria® 10 台设备
Cyclone® 10 台设备
线路图审查
Agilex™ 设备
Stratix® 10 台设备
Arria® 10 台设备
Cyclone® 10 台设备
主板设计指南
- AN 886:Agilex™ 7 设备设计指南
- Agilex™ 7 电源管理用户指南
- Agilex™ 7 设备家族高速串行接口信号完整性设计指南
- AN 910:Agilex™ 7 配电网络设计指南
- Agilex™ 5 电源管理用户指南
- Agilex™ 5 FPGAs和 SoC PCB 设计指南(HSSI、EMIF、MIPI、True T差分、PDN)
- Agilex™ 5 配电网络设计指南
- 主板布局测试
- AN 766:Stratix® 10 器件高速信号接口布局设计指南
- AN 875:Stratix® 10 E-Tile PCB 设计指南
- AN 114:可编程设备包主板设计指南
- AN 613:《FPGAs的 PCB 叠层设计注意事项》
散热功率指南
4.设计示例和参考设计
Agilex™ 7 设备
- 面向以太网 Agilex™ 设备的 E-Tile 硬核 IP
- 三速以太网 IP
- F-Tile 三速以太网 FPGA IP 设计示例用户指南
- 10G 以太网 IP
- 25G 以太网 IP
- F-Tile 以太网硬 IP
Stratix® 10 台设备
- 三速以太网
- 1G/2.5G 以太网
- 10G 以太网
- 40G 以太网
- 面向以太网的 FPGA H-Tile 硬核 IP
- 100G Ethernet
- 面向以太网 Stratix® 10 的 E-Tile 硬核 IP
Arria® 10 台设备
- 三速以太网
- 10G 以太网
5.调试
工具
Stratix® 10 设备以太网链接检查器
以太网链路检查器主要包含两个辅助工具:
- 链路监控器 - 允许您持续监控 10 设备与链路伙伴之间的以太网链路Stratix®运行状况。可以监控的主要功能包括:链路状态摘要(CDR 锁定、RX 恢复频率、通道对齐锁定等)MAC 数据包统计,FEC 统计等。
- 链路分析 - 可深入了解链路初启顺序(如自动协商、链路调训等)或 Signal Tap Logic Analyzer 文件捕捉的任何其它事件。针对给定事件配置和捕获 Signal Tap Logic Analyzer 文件,然后使用链路分析导入捕获的事件并研究该事件持续时间内Stratix® 10 个行为。
要访问面向特定 Quartus® 软件版本的 Ethernet Link Inspector,请参阅下表。
- 有关 IP 和设备支持使用模式,请参阅相关 Ethernet Link Inspector 用户指南中的“1.2 支持的 IP 核与设备”一节。
工具文件 |
Quartus 软件版本 |
用户指南 |
---|---|---|
适用于 Quartus® Prime 19.1 Pro 的 Stratix® 10 Ethernet Link Inspector STP 软件包(此工具已集成到 Quartus 19.1+ 中) |
Quartus® 软件 19.1 及更高版本(L-Tile、H-Tile 和 E-Tile) |
|
Quartus® 软件 18.0 至 18.1.2(L-Tile、H-Tile 和 E-Tile) |
Ethernet Link Inspector 软件包 v4.1 和 v1.1 的 Ethernet Link Inspector 用户指南存档 | |
Quartus® 软件 17.1 及更低版本(L-Tile 和 H-Tile) |
Ethernet Link Inspector 软件包 v4.1 和 v1.1 的 Ethernet Link Inspector 用户指南存档 |
知识产权 (IP) 内核发布说明
Agilex™ 设备
Stratix® 10 台设备
- FPGA 三速以太网 IP 内核版本说明
- FPGA 低延迟以太网 10G MAC IP 内核版本说明
- Stratix® 10 10GBASE-KR PHY 版本说明
- 面向以太网 IP 内核的 Stratix® 10 H-Tile Hard IP 版本说明
- Stratix® 10 低延迟 40 Gbps 以太网 IP 内核版本说明
- Stratix® 10 低延迟 100 Gbps 以太网 IP 内核版本说明
- 面向以太网 FPGA IP 的 Stratix® 10 E-Tile Hard IP 版本说明
Arria® 10 台设备
- FPGA 三速以太网 IP 内核版本说明
- FPGA 低延迟以太网 10G MAC IP 内核版本说明
- 1G/10G 和背板以太网 10GBASE-KR PHY 版本说明
- 1G/2.5G/5G/10G 多速率以太网 PHY IP 内核版本说明
- 25G 以太网 IP 内核版本说明
- 低延迟 40 Gbps 以太网 IP 内核版本说明
- 低延迟 100 Gbps 以太网 IP 内核版本说明
Cyclone® 10 台设备
《故障树分析指南》
知识库解决方案
Agilex™ 设备
Stratix® 10 台设备
- 搜索知识库(FPGA三速以太网的 IP)
- 搜索知识库(FPGA IP 适用于低延迟以太网 10G MAC)
- 搜索知识库(1 G/2.5 G/5 G/10 G 以太网多速率 PHY 的 FPGA IP)
- 搜索知识库(FPGA 25G 以太网的 IP)
- 搜索知识库(FPGA IP 用于低延迟 40 Gbps 以太网)
- 搜索知识库 (FPGA IP 以实现低延迟 100 Gbps 以太网)
Arria® 10 台设备
- 搜索知识库(FPGA三速以太网的 IP)
- 搜索知识库(FPGA IP 适用于低延迟以太网 10G MAC)
- 搜索知识库(FPGA IP 适用于 1 G/10 G 和背板以太网 10GBASE-KR PHY)
- 搜索知识库(1 G/2.5 G/5 G/10 G 以太网多速率 PHY 的 FPGA IP)
- 搜索知识库(FPGA 25G 以太网的 IP)
- 搜索知识库(FPGA IP 用于低延迟 40 Gbps 以太网)
- 搜索知识库 (FPGA IP 以实现低延迟 100 Gbps 以太网)
Cyclone® 10 台设备
FPGA技术培训
6.培训课程和视频
FPGA速览视频
主题 |
说明 |
---|---|
面向配备 10G BaseR PHY 的 10 G 以太网 MAC 的FPGA IP 和软件(包括 PTP 堆栈 LinuxPTPv1.5、预加载器、10 Gbps 以太网 MAC 驱动程序和 PTP 驱动程序)的全新 1588 系统级参考设计。 |
|
了解以太网或 Nios II 处理器设计的调试技术。 |
|
了解以太网或 Nios II 处理器设计的调试技术。 |
|
了解如何通过自动协商同步以太网外设。 |
|
了解如何调试三速以太网链路同步问题。 |
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了解如何将 IP 核迁移到 Arria® 10 FPGA家族(以面向三速以太网的FPGA IP 为例)。 |
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了解用于低延迟 10 G 以太网 MAC 的FPGA IP 以及如何从用于 10 G 以太网 MAC 的旧FPGA IP 迁移。 |
|
了解如何在引导到 DXE 阶段之后使用 UEFI Shell 下的以太网功能。 |
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观看面向 10 G 以太网 MAC 的 FPGA IP 以及面向具有 IEEE 1588 功能的 1 G/10 G PHY 的 FPGA IP 的演示。了解如何执行设计硬件测试以及如何通过修改硬件 tcl 脚本来指定测试目的。 |