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基于V5的3.125G串行传输系统的设计与验证

时间:2015-03-16  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

基于V5的3.125G串行传输系统的设计与验证
图4 预/去加重和均衡对接收信号的影响

图4给出的是GTP在不同参数设置下接收信号的眼图。其中第1个子图为在发送端未施加预/去加重的情况下,接收端FPGA管脚上的信号眼图。可见,长距离的传输严重恶化了信号的质量,信号眼图趋于闭合。第2个子图为在发送端施加23%的预/去加重时,接收端FPGA管脚上的信号眼图。预/去加重一定程度上弥补了传输信道的低通特性,降低了信号的抖动,改善了信号的质量。第3个子图为发送端未施加预/去加重而在收端施加25%的均衡,即把75%的原始信号加上25%的高通滤波器的输出作为总的接收信号。如同预/去加重一样,通过均衡,高频分量相对被增强,低频分量相对被抑制,有效地补偿了信道的不理想性。第4个子图为在4.5%的预/去加重和25%均衡同时作用时得到的接收信号。可见,预/去加重和均衡的有效搭配可以很好地改善原本被严重恶化的传输信号。

3 验证与结果讨论

对本系统的性能测试主要通过两种方式进行:一是采集收发端信号眼图并将其与接收器的波罩(EYE_MASK)进行比较;二是测试串行传输的误码率(BERT:bit error ratio test)。

接收器的EYE_MASK形象地反映了接收器的灵敏度和动态范围,只有处于接收区域内的信号才能功率电感器被接收器正塑封电感确识别,否则采样判决后得到的将是误码。Virtex-5中GTP单元的最小EYE_MASK为(112ps,150mV),其中112ps表示最小眼宽(EYE_WIDTH),150mV给出最小眼高(EYE_HEIGHT)。图5给出了在靠近FPGA发送管脚和接收管脚处测得的串行传输收发两电感器型号端的信号。在该测试信道环境下,正常发送信号到达接收端时已经被大幅衰减和畸变,眼宽仅为96ps,眼高仅为70.5mV,均不满足GTP的要求(112ps,150mV)。如果不考虑芯片内部的均衡器,该接收信号将不能被正确识别。相反,如果在发送端增加预/去加重,则能有效地对抗信道的不理想性,在一定程度上降低接收处信号的抖动,使眼图睁开达到(211ps,191mV)。这一实测结果与之前的仿真和理论分析一致。

基于V5的3.125G串行传输系统的设计与验证
图5 实测串行信号眼图

赛灵思提供了一个专门用于误码率测试的工具IBERT,如图6所示,其基本原理是在发送端发送一个伪随机序列(如PRBS7),接收端接收到序列后再与同一伪随机序列进行校对并记录校对结共模电感果。利用这个工具可差模电感器以动态调整GTP的参数设置并测出相应的传输误码率。

基于V5的3.125G串行传输系统的设计与验证
图6 误码率测试

通过IBERT工具可以得到本系统在不同预/去加重和均衡参数设置下的无误码(BER<1e-12)采样区间,如表1所示。

表1 无误码采样区间(单位:1/128UI)
基于V5的3.125G串行传输系统的设计与验证

结语

通过仿真和理论分析以及实际的测试验证,本文给出了一种基于Virtex-5的串行传输系统的设计和验证方案,实现了远距离的3.125Gbps串行传输。

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