PAM4 PRBS测试简介

本文作者：AMD 工程师 Li Simon

本文为 AMD Versal 自适应 SoC 器件和 AMD UltraScale Plus 的 PAM4 PRBS 测试简介。

PRBS(pseudorandom binary sequence) Pattern 包括 PRBS-[7/9/15/31]，可以用作不同的协议或者场景。PRBS-7 通常用于测试 8B10B 编码的 Channel，其 PRBS-9 用于 SFP+，PRBS-15 用于 Jitter 测试，PRBS-23 用于测试非 8B10B，比如 SONET spec 的 Pattern，PRBS-31 用于以太网协议测试。还有发送端方波，NRZ Clock Pattern，借用频谱仪用于 PLL 的 Jitter 测试。PAM4 modulation，1/0 交替不会产生方波。

PAM4 QPRBS/PRBSQ pattern 是基于 OIF2014.230 CEI-56G-VSR-PAM4 specification and IEEE Std P802.3bs。GTM 的 PAM4 的调制，PRBS 经过了 Gray Encoder 和 Precoder，以及 Polarity 三个模块，接收时通过 Polarity，Precoder 和 Gray Decoder。

另外，PRBS31 除了这几个模块之外，有个 Invertor 是在 PRBS 后面，编码前面有一个 Invertor。参考 AR#000036063:

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/000036063?language=en_US

参考 AR#72117，如何产生 US+ GTM PAM4 PRBSQ/QPRBS。

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/72117?language=zh_CN

对 US+ PAM4 mode 的 PRBS 和 Versal 的 PRBS 设置稍微有点差异。可以分别从 VCU129 和 VPK120 对应的 Quad/Dural Channel 的 Link Properties 里确认 CH[0/1/3/4]_RX_PCS_CFG0 这个参数看看是否符合预期。

TX 和 RX 的参数 CHx_RX_PCS_CFG0 和 CHx_TX_PCS_CFG0 定义如下：

VCU129 用得是 Bank128/Bank129，VPK120 的 bank203. VPK120 and VCU129 Board 其对应关系如下：

由于 Cable 不是 QSFPDD，所以有一半的 lane 无效。可以看到在测试结果如下，可以看到 VPK120 要选 PRBSQ7 才能和 VCU129 的 PRBS7 正常 Link：

更多的信息可以参考 IEEE 802.3 bs，UG581 和 AM017，PRBS pattern 和 PRBS checker。Xapp884 可以通过怕配置不同 Attribute 来实现任意 PRBS Pattern 的应用。