Aurora 是 Xilinx(賽靈思)推出的一種高速串行接口協議，主要用于 FPGA 之間或 FPGA 與其他高速設備(如處理器、ADC/DAC、光模塊等)的高帶寬、低延遲數據傳輸。它基于 LVDS(低壓差分信號)物理層，屬于 Xilinx 專有 IP(知識產權核)，以靈活性、可配置性和高性能為核心特點，廣泛應用于通信、雷達、工業控制等需要高速數據交互的場景。

一、Aurora 接口的核心特點

高速率與高帶寬

Aurora 支持每通道數 Gbps 到數十 Gbps的傳輸速率(具體取決于 FPGA 型號和物理層收發器性能)。例如：

7 系列 FPGA(如 Kintex-7、Artix-7)支持最高 12.5 Gbps / 通道;

UltraScale/UltraScale + 系列(如 Zynq UltraScale+)支持最高 30 Gbps / 通道(基于 GTY 收發器)。

同時，Aurora 支持多通道綁定(1~32 通道可選)，總帶寬可輕松達到數百 Gbps(如 16 通道 ×10 Gbps=160 Gbps)。

低協議開銷與低延遲

Aurora 協議棧簡化，僅包含物理層和數據鏈路層，無復雜的高層協議(如 TCP/IP 的握手、重傳機制)，因此延遲極低(通常在納秒級)。例如，在雷達信號處理中，可快速傳輸原始采樣數據而不引入額外延遲。

高靈活性與可配置性

通道數量：可根據需求配置 1~32 個通道(單通道或多通道并行傳輸);

數據寬度：并行側接口寬度可配置(如 32 位、64 位等)，適配 FPGA 內部數據處理寬度;

編碼方式：支持 8B/10B(早期版本)和 64B/66B(主流版本)編碼。64B/66B 編碼效率更高(~97% vs 8B/10B 的 80%)，更適合高速場景;

功能選項：可配置是否啟用擾碼(減少電磁干擾 EMI)、CRC 校驗(錯誤檢測)、流控制(防止接收端溢出)等。

容錯與可靠性

支持鏈路自動復位(鏈路異常時重建連接);

可選 CRC 校驗(檢測數據傳輸錯誤);

部分配置支持軟錯誤檢測(如單粒子翻轉導致的錯誤)。

二、Aurora 的協議架構

Aurora 協議棧分為物理層和數據鏈路層，架構簡潔，適合高速場景：

三、典型幀結構（以 64B/66B 編碼為例）

Aurora 64B/66B 是目前主流版本，幀結構基于 64B/66B 編碼塊（每 66 位包含 64 位有效數據 + 2 位同步頭），典型幀格式如下：

幀頭：1 個 66B 塊，標識幀開始（SOP）；

有效數據：n 個 66B 塊（n≥1），承載用戶數據；

幀尾：1 個 66B 塊，標識幀結束（EOP），并包含 CRC 校驗值（可選）。

這種結構確保接收端能準確識別數據邊界，且編碼效率高（僅 3% 額外開銷）。

四、應用場景

Aurora 接口因高速、靈活、低延遲的特點，廣泛應用于需要高帶寬數據傳輸的場景：

FPGA 間互聯：多 FPGA 協同處理（如雷達信號的分布式計算）；

FPGA 與處理器通信：FPGA 與 Zynq UltraScale + 等異構處理器之間的高速數據交互；

高速外設連接：連接光模塊（實現光纖傳輸）、高速 ADC/DAC（傳輸采樣數據）；

工業與航空航天：工業控制中的實時數據傳輸、衛星通信中的高速基帶信號交互。

五、與其他高速接口的對比

六、使用方式

在 Xilinx Vivado 工具中，Aurora 以 IP 核形式提供，用戶可通過圖形化界面配置參數（如通道數、速率、編碼方式、是否啟用 CRC 等），生成可直接集成到 FPGA 工程中的代碼。IP 核包含收發器封裝、幀控制器、流控制等模塊，簡化了高速接口的設計難度。

總結來說，Aurora 是 Xilinx 為 FPGA 量身定制的 “高速靈活通道”，通過簡化協議、優化物理層，在高帶寬、低延遲場景中具有顯著優勢，是 FPGA 高速互聯的核心方案之一。