轻松实现高速串行IO

tulaa-7672

致谢……………………………………………………………………..…………………………………………..…………….iii
序言
关于作者……………………………………………………………………………………………………………………...….xi
介绍
I/O性能极限………………………………………………......................................................…………………….....1
针对I/O的数字设计解决方案………………………………………………………………………..……….………………….1
千兆位级串行技术介绍…………………………………………………………………………………………………………..1
数字电子通信的历史……………………………………………………………………………………………..……….……..2
基本I/O概念……………………………………………………………………………………………………………..……….3
差分信号………………………………………………………………………………………………………………..….4
系统同步、源同步和自同步………………………………..………………………………….…………………………...5
并行传输…………………………………………………………………..…………………………….………………….10
I/O技术的不断改进………………………………………………………………………….………………………..………...10
为何需要千兆位串行I/O?
设计考虑…………………………………………………………………..……………………………………………….……11
千兆位串行I/O的优势…………………………………………………………………………………………………………..11
最大数据流…………………………………………………………………………………….………………………….11
引脚数…………………………………………………………………………………………………………………….14
同步转换输出………………………………………………………………………………………………….………….15
EMI……………………………………………………………………………….………………………………………...15
成本……………………………………………………………………………………………………………………….15
预设协议………………………………………………………………………………………………………………….15
缺点是什么？…………………………………………………………………………………………………………………15
千兆位I/O用于何处？…………………………………………………………………..….………………………………...16
芯片到芯片………………………………………………………………………………..…………………………….16
板到板/背板………………………………………………………………………………………………..………………17
盒到盒……………………………………………………………………………………………………………..……….18
千兆位级设计的未来…………………………………….……………………………………………………………………18
技术
实际的串行I/O……………………………………..…………………………………….……………………………………..19
千兆位串行的实现............................................................................................................................... .......19
串行器/解串器……………………………………………………………………………………………………….………...20
串行器/解串器和CDR的历史…………………………………………………………………..………………………..20
基本运行原理和总体框图……………………………………………..…………………………………………………..21
为何SERDES速度如此快？………………………………….………………………………………………………..23
线路编码机制……………………………………………………………………………………………………………..…….25
8b/10b编码/解码……………………………….…………………………………………………………………………26
运行不一致性（Running Disparity）……………….………………………………………………………….26
控制字符………………………………………………………..………………………………………………..27
Comma字符检测……………………...................................................................................................27
扰码…………………………………………..…………………………………………….……………………………..29
4b/5b 64b/66b………………………………………..……………………………………………….…………………31
4b/5b 64b/66b 的权衡……………………………………………………………………………………………...34
包简介…………………………………………………………………………………………………………………………….35
参考时钟的要求……………………………………………..………………………………………………….……………….36
时钟修正………………………………………………………………………..……………………………………………….37
接收和发送缓冲器………………………………………..…………………………………………………………………….38
通道绑定………………………………………….………………..…………………………………………………………….39
物理信号…………………………………………….………………………….……………………………………………….40
预加重……………………………………………………………………………………….………………………………….42
差分传输线路…………………………………………………………………………….………….………………………….45
线路均衡……………………………………………………………………………………….……………………………….47
光解决方案………………………………………………………………………………….……….………………….51
误码率……………………………………………………………………………………………………….………….……….52
测试的真实性……………………………………………………………………………………………………..…………...53
CRC………………………………………………………………………………………………………………………...53
某些应用中的FEC……………………….……………………………………………………………………………….54
SERDES 技术促进I/O 设计的发展…………………………………………….…………………………………………….55
千兆位串行I/O设计
千兆位级收发器设计面临的挑战 ……………………………………….…………….…………………………………….57
设计时应考虑的事项及可提供的选择………………………………………………….………………..………………..….57
协议………………………………………………………………………………………………..…………………………….57
标准协议………………………………………………………………………………………………….…..…………..58
定制协议…………………………………………………………………………………………………………..………..62
信号完整性……………………………………………………………………………………………………………………..65
阻抗………………………………………………………….………………………………………………………………….65
电源………………………………………………….………………………………………………………………………….66
屏蔽…………………………………………………………………….……………………………..………………………….73
板、连接器和电缆………………………………………………………………………………………..…………………….73
印刷电路板设计……………………………………..………………………………………………….………………..73
连接器的选择…………………………………………………………………….…………………………………………….79
电缆的选择………………………………………………………..……………………….………………………………..…81
仿真……………………………………..…………………………………………………………..………………………….83
模拟部分………………………………………….…………………………………………………….…………………..83
数字部分………………………………………………………………..………….……………………………………..84
测试和测量…………………………………………………………………………………….……………………………….86
采样示波器和数字通信分析器………………………………………….…………………….…………………………..86
时域反射……………………………………………………………………………………………….…………………..87
眼图………………………………………………………………………….……………………………………………..89
抖动……………………………………………………………………..…………………………………..………..93
发生器和错误比特检测器.................................................................................................................94
配置所需的设备......................................................................................................................96
千兆位级调试提示..............................................................................................................................97
互操作性…………………………………………………….………………………………………………………………….99
协议层……………………………………………………………………………………………………………………..99
电气层…………………………………………………………………….…………………………………………………...100
其他资源………………………………………………………………….…………………………………………………...100
设计服务…………………………………………………………….…….………….…………………………………100
测试中心……………………………………………………….………………..…..…………………………………100
开发平台…………………………………………………..………………………….……………………………101
Xilinx—您的设计合作伙伴
串行I/O 设计的考虑事项………………………………………………….…………………………………………………103
一站式串行I/O 门户网…………………………………………………………..…………………………………………103
信号完整性中心………………………………………………………….…..…………….………………………………...105
其他参考资料………………………………………………………………………………………………………………...106
Xilinx - 强大的设计合作伙伴………………………………………………….………………………………………………107
Xilinx 世界级的技术支持…………………………………………………………..………………………..….…………...108
SERDES示例资料 -
RocketIO X 收发器概述
基本体系结构和性能……………………………..……………………………….…………………………………………...109
RocketIO X 收发器实例……………………………………………………………..………………………………………..112
HDL 代码范例..………………………………………………………………………………………………………….112
可用端口…………………………………………………………………….……………………..…………………………...113
设计原型属性……………………………………………………………..………………………..….……………………...120
可更改属性……………………………………………………………….…………………………………………………...126
字节映射……………………………………………………………………….………………………………….…………...126
数字设计应考虑的事项………………………………………………………….…………………………………………...127
顶层结构……………………………………………………………………………………………….……………………...128
发送结构……………………………………………………………………………..………………………………..…128
接收结构………………………………………………………………………………….………………………………129
运行模式……………………………………………………………………………………..……..……………………129
块级功能…………………………………………………………………………………………..……….………………...130
信号和过载的分类…………………………………………………………………………..…………..……………130
总线接口………………………………..…………………………………………………..……………………………132
8b/10b……………………………………………..……………………………………….……………………………133
Vitesse 不一致性示例…..........................................................................................................................139
Comma 字符检测………………………………….…………………………………….…………………………….140
64b/66b……………………………………………………..…………………………………..………………………..144
所有协议的共同功能…………………………….………………………………………………………………………150
通道绑定………………………………….……………………………………………………….………………………152
状态和事件总线…………………………………..………………………………………….…………………………155
8b/10b列表
有效的数据字符和控制字符……………………………………………………………….………………………………...161
两种不同的FPGA-to-FPGA
数据链路的比较
摘要…………………………………………………………………………………..………………………………………...173
简介…………………………………………………………………………………………………………………………...173
链路要求及系统结构的关键因素/功能…………………………………………..………………………………………….174
低速链路…………………………………………………………………………………………….……………………174
高速链路………………………………………………………………………….……………………..………………174
实现细节……………………………………………………………………………………………………………………...177
低速链路…………………………………………………………………………..………………………………………177
高速链路………………………………………………………………………………………………..………………177
证明我们的想法……………………………………………………………………….……………………………………...178
测试低速链路……………………………………………………………………….……………………………..……178
测试高速链路…………………………………………………………………………………………………………..…182
结论…………………………………….…………………………….………………………………………………………...186
致谢…………………………………………………………………….……………………………………………………...186
术语表

stone5280-10510

xue xi le
xie xie

gototolly

好东西，谢谢楼主分享

kyml1234

Thank you very much!!
應該是不錯的參考資料!

kyml1234

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COCO545

急需！！！ 多谢楼主，辛苦了

zzzzm

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dragonyoo-8954

好东西，学习学习

hominJohn

沙发干啥干啥噶

tanghua-58523

kankan