基于IBERT的GTX数据传输测试

概述

本文介绍一个FPGA开源项目：基于IBERT的GTX数据传输测试。IBERT是指误码率测试，在Vivado软件中，IBERT 7 Series GTX IP核可用于对 Xilinx FPGA芯片的高速串行收发器（GTX）通信情况进行板上测试。利用该IP核可以得到 GTX通信误码率，同时结合眼图，有助于我们FPGA硬件的GTX通信稳定性进行验证。

该项目对GTX收发器进行外部自回环数据传输，也就是将同一对收发器的收发端口短接，通过对比收发的特定格式数据流得到误码率。文章未尾有该项目Vivado工程源码获取方式，希望小伙伴们点赞、分享、投个币支持一下~

软硬件平台

软件平台 ：Vivado 2017.4;

硬件平台 ：XC7A35TFTG256-1;

IBERT参数配置

千兆速率配置

千兆速率测试应该选择千兆以太网 gigabit ethernet 测试协议；

该工程只测试SFP+接口的2组GTX，因此GTX Quad选择 1 ；

GTX参考时钟选择 125****MHZ ；

本工程采用的FPGA板卡，与SFP+连接的GTX位于BANK12，所以选择QUAD_112 使能 千兆以太网 协议；

125MHZ差分晶振与REFCLK1连接，因此参考时钟选择 MGTREFCLK1 112 ；

用户时钟源选择其中一个通道即可；

IBERT内部逻辑工作时钟选择GTX输入的 125Mhz 时钟即可，当然也可以采用外部时钟；

万兆速率配置

万兆速率测试选择的协议为万兆以太网 tenGBASE-R ，参考时钟选择 156.25MHZ ；

其余设置与千兆速率一致；

由于SFP+接口位于BANK 12，所以在 QUAD_112 使能 万兆以太网协议 ；

参考时钟选择 MGTREFCLK0 112 ；

同样，将GTX输入的 156.25MHZ 时钟作为IBERT工作时钟即可，不需要提供额外的外部时钟；

功能测试

该Vivado工程基于Xilinx 提供的IBERT IP核对GTX光通信进行了干兆以太网以及万光以太网两种速率下的测试，通过分析误码率以及眼图情况验证FPGA板卡GTX通信的稳定性。

千兆速率测试

点击 Serial I/O Links 窗口 Reset 按钮，对IBERT进行复位，可以看到Errors为0，表示误码率为0，GTX硬件工作稳定；

同时，也可以修改测试数据类型，例如PRBS 23-bit等，但要让收发数据类型一致，然后点击Reset进行复位；

另外，还可以通过眼图观察GTX信号完整性，千兆速率眼图如下图所示：

万兆速率测试

误码率测试操作步骤和千兆一致，得到的眼图和千兆速率测试有所不同，如下图所示。万兆速率下的眼图蓝色区域面积比千兆小，主要原因是万兆速率下，信号频率更高，在传输过程中损耗更大，上下沿变得更加平缓。