教你如何進行Xilinx SerDes調試

FPGA SERDES的應用需要考慮到板級硬件，SERDES參數和使用，應用協議等方面。由于這種復雜性，SERDES的調試工作對很多工程師來說是一個挑戰。本文將描述SERDES的一般調試方法，便于工程師準確快速定位和解決問題。

1. 硬件檢測

硬件檢測可以分為原理圖/PCB檢查和板上硬件檢查。這一部分的工作相對簡單，但是很多時候問題是由這些看起來很不起眼的地方導致的。

a） 原理圖/PCB檢查

根據SERDES應用手冊要求檢查原理圖和PCB設計。例如對于Xilinx 7系列GTX/GTH SERDES，可以參考UG476的Board Design Guidelines檢查原理圖和PCB設計。

b） 板上硬件檢查

使用示波器/萬用表等儀器設備實際測量板上硬件，確認提供給SERDES的工作環境正常。

i. 檢查電源的電壓/精度/紋波/上電順序是否符合數據手冊的要求。例如對于Xilinx 7系列GTX SERDES，需要對照DS182檢查。

ii. 檢查SERDES參考時鐘頻率/擺幅是否符合數據手冊的要求，以及參考時鐘的管腳位置是否正確。

iii. 物理通道的檢查，例如確認AC耦合電容的容值是否正確，光模塊是否兼容，焊接是否正常。

2. 使用IBERT

IBERT是一個強有力的調試工具，可以用于調整參數設置和確認系統余量，也可以用于故障現象判斷。IBERT在CORE generator里產生工程和BIT文件。將BIT文件下載到FPGA后，使用ChipScope Analyzer連接到FPGA上，就會出現IBERT的GUI調試界面。

a） 檢查PLL是否LOCK，如果沒有，需要檢查時鐘和電源。比如時鐘頻率是否正確，SERDES是否選擇了正確的時鐘源。

b） 將SERDES的TX和RX設為相同的數據pattern，例如PRBS-31。設置SERDES為Near-end PMA模式。如果這一步不能工作，檢查TX/RX極性是否反轉；檢查TXUSRCLK/TXUSRCLK2/RXUSRCLK/RXUSRCLK2上的時鐘頻率是否正常。通過這一步保證SERDES內部工作正常。

c） 將SERDES設置為Far-end PMA和Far-end PCS模式，確認遠端設備的SERDES是否收發正常。通過這一步排除和時鐘OFFSET相關的問題。

d） 如果這些步驟工作正常，但是誤碼率很高，有可能是參數設置有問題。需要通過調整TX/RX的參數設置來解決。也可以通過EYE SCAN功能來得到最佳設置和判斷系統余量。

3. 通用的調試步驟