一、前言

IBERT(Integrated Bit Error Ratio Tester),集成誤碼率測試儀。作為用戶來說可以使用這個工具對自己設計的板子中的高速串行收發(fā)器進行簡單測試，從而判斷設計的接口是否有問題。因為這個工具是直接集成到FPGA上，這樣一來直接使用這個工具來測試高速接口就方便很多了，它只需要JTAG和測試接口用的連接線就能完成對板子的測試。

二、IBERT配置

使用ibrt時主要時例化時對各個參數(shù)進行配置，本節(jié)將順應IP的配置順序?qū)Ω鱾€配置參數(shù)進行介紹。在對4個配置頁面進行介紹之前，先對component name進行說明，這個就是ip的定義名字，可以有字母數(shù)字下劃線組合而成，下劃線不能再最前面。

2.1 協(xié)議定義

協(xié)議是線速/數(shù)據(jù)寬度/參考時鐘速率的組合。一個 IBERT 內(nèi)核最多可以定義三個協(xié)議，并且可以將任意數(shù)量的可用 Quad 指定為定義的任何協(xié)議。

Silicon Version：選擇“常規(guī) ES/產(chǎn)品”或“初始 ES”按鈕以匹配目標芯片，這兩者的區(qū)別暫時還沒弄清楚，一般來說使用過程中默認選第一個。

Number of Protocols：選擇協(xié)議的數(shù)量， 一個IBERT 最多可定義三個協(xié)議。

Protocol：在Protocol框中，選擇自定義（custom）或其他預定義協(xié)議。如果為自定義，需要在linerate框中輸入線速率（如果超出允許的范圍，則線速率以紅色文本顯示）。

LianRate(Gbps):線速率，單位為吉比特每秒。可以根據(jù)要求選擇自定義值，也可以從預先提供的行業(yè)標準協(xié)議（例如，CPRI、千兆以太網(wǎng)或 XAUI）中進行選擇。

DataWith:選擇數(shù)據(jù)的位寬。

refclk(Mhz):參考時鐘頻率，單位為兆赫茲。GT收發(fā)器的參考時鐘。

Quad Count：再參考時鐘頻率下運行的Quad數(shù)量。一個Quad對應四個channel。

Quad PLL：Quad的時鐘單元，默認情況下，Quad PLL 處于選中狀態(tài)。要改為選擇 CPLL，可以取消選中 QPLL 復選框。Xilinx建議在高于 6.5 Gb/s 的線速率下使用 QPLL，可以為 0.6 Gb/s 至 6.5 Gb/s 范圍內(nèi)的每個線速選擇 QPLL或者CPLL。

2.2 協(xié)議選擇

GTH location：將顯示器件/封裝組合中可用的Quad。

Protocol Selected：將要測的Quad分配給特定協(xié)議。

Refclk Selection：參考時鐘輸入的合法選擇列在 REFCLK 選擇組合中，這里需要結(jié)合原理圖確定是選擇MGTREFCLK0還是MGTREFCLK1，以及是否選擇相鄰的南北兩個Quad的參考時鐘作為本Quad的參考時鐘。

TXUSRCLK Source：將 Quad 分配給協(xié)議后，將啟用 TXUSRCLK 驅(qū)動源組合會被使能。TXUSRCLK 在 Quad 中的所有四個通道之間共享，因此需要確認組合中 TXOUTCLK 中的哪一個通道應用于用戶時鐘。

2.3 Clock Settings

Add RXOUTCLK Probes：如果需要，接收器時鐘探頭使能功能可從任何串行收發(fā)器中提取恢復的時鐘。啟用后，會出現(xiàn)一個新面板，可以在其中填寫串行收發(fā)器源和探針標準。在“時鐘設置”選項卡中，單擊“添加RXOUTCLK探頭”，Quad lane0 驅(qū)動輸出引腳或引腳對。需要從列表中選擇 I/O 標準并分配有效的引腳位置。

Systom clock：IBERT內(nèi)核需要一個自由運行的系統(tǒng)時鐘，用于通信和內(nèi)核中包含的其他邏輯。選擇 I/O 標準、有效引腳位置和頻率以完成系統(tǒng)時鐘設置。或者，也可以選擇任何啟用的Quad參考時鐘。為了使內(nèi)核正常工作，當FPGA配置為IBERT內(nèi)核設計時，該系統(tǒng)時鐘源必須保持工作和穩(wěn)定。如果系統(tǒng)時鐘的運行速度超過150 MHz，則會使用混合模式時鐘管理器（MMCM）在內(nèi)部對其進行分頻，以滿足時序限制。xilinx推薦選擇外部時鐘源來驅(qū)動系統(tǒng)時鐘 。

注：在我自己的使用過程中選擇了一個Quad的參考時鐘作為系統(tǒng)，結(jié)果在vivado hardware 下始終不會出現(xiàn)IBERT，導致無法觀測誤碼率，最終選擇板上晶振作為IBERT時鐘IBERT才被探測到，而后發(fā)現(xiàn)最初為其選擇參考時鐘為系統(tǒng)的哪個Quad則是無法link上。因此如Xilinx的推薦一樣，最好選擇外部時鐘源來驅(qū)動IBERT的系統(tǒng)時鐘。

2.4 Summary

回顧總結(jié)之前配置的內(nèi)容。

三、IBRT使用

在完成好IP的設置之后，可以在工程下看到綜合好的IP模塊，單擊右鍵點擊open IP example design即可獲得基于該IP生成的示例工程。直接生成比特然后下載到板子上即可。

工程下載完成后，在vivado hardware manager中便會顯示IBRT的內(nèi)容，下下方也會出現(xiàn)serial I/O Links以及serial I/O Scans頁面，在IBERT上右鍵創(chuàng)建Links或者直接在serial I/O Links點擊+號添加links。

3.1 serial I/O Links

在serial I/O Links頁面中可以看見詳細的鏈路信息。

Status：鏈路傳輸速率，如果為建鏈成功會顯示No Link，建鏈不成功多半時時鐘不對，以及PCB的問題。.當檢查器連續(xù)五個周期接收到?jīng)]有錯誤的數(shù)據(jù)時，就會斷言LINK信號（顯示線速率）。如果 LINK 信號被置位，并且檢查器連續(xù)收到五個帶有數(shù)據(jù)錯誤的周期，則 LINK 信號將被取消置位（顯示No Link）。

Bits：探測到的比特數(shù)量。

Error：錯誤的比特數(shù)量。

BER：誤碼率，bit error ratio。

Reset：如果更改了serial I/O Links中的某些配置，需要reset下一重新進行檢測。

TX/RX Pattern：測試時的偽隨機碼（PRBS），接收端需要校驗發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)是否正確的來計算誤碼率，故需要Tx和Rx的偽隨機碼一致。

TX Pre-Cursor：TX 預加重，用于改善信號傳輸質(zhì)量的參數(shù)，可以修改參數(shù)獲取最優(yōu)質(zhì)量鏈路。

TX Post-Cursor：TX后加重，用于改善信號傳輸質(zhì)量的參數(shù)，可以修改參數(shù)獲取最優(yōu)質(zhì)量鏈路。

TX Diff Swing：用于改善信號傳輸質(zhì)量的參數(shù)，可以修改參數(shù)獲取最優(yōu)質(zhì)量鏈路。

DFE Enabled：收發(fā)器的Rx接收端的均衡器的使能信號，勾選有利補償信號在信道傳輸中的損失。

Inject Error：可以在測試過程中注入錯誤，可以模擬真實情況下有可能遇到的各種影響。

TX/RX Reset：發(fā)送端和接收端各自單獨的復位。

RX/TX PLL Status：顯示locked即表示可以進行測試，如果顯示其他則說明對應的參考時鐘設置或參考時鐘的管腳約束有問題，需要重新設置。

Loopback Mode：主要五個選項，分為近端、遠端的PCS和近端、遠端PMA回環(huán)，以及none。如果選擇none，則Tx端的碼流將會輸出，根據(jù)自行外部連接線再輸入到Rx端去，選擇外部連接一定要注意連接情況。

3.2 serial I/O Scans

serial I/O Scans用來生成GT鏈路的眼圖，可以在serial I/O Links頁面中右鍵添加scan以產(chǎn)生眼圖，也可以在serial I/O Scans頁面添加。

眼圖的橫坐標為-0.5到0.5，表示一個數(shù)據(jù)的數(shù)字周期。

除了單次查看眼圖判斷信道質(zhì)量，還可以選擇sweep的方式來設置多組不同的參數(shù)生成眼圖的方式，這樣就可以獲取最佳預加重參數(shù)，這樣一來在此后的接口設計當中就可以使用到這樣的一組參數(shù)，以此提供信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。