Xilinx HSSIO 解决方案中心 — 设计辅助调试 GTR 相关问题
发布时间：2018/3/8
描述
本答复记录包含有关 GTR 问题的调试技巧以及与 GTR 相关的协议问题。
注意：本答复记录是 Xilinx HSSIO 解决方案中心的一部分（Xilinx 答复 37181）。
Xilinx HSSIO 解决方案中心可解决所有与 HSSIO 相关的问题。
无论您是要启动新设计还是要调试问题，请访问HSSIO 解决方案中心来指导您获取相应的信息。
解决方案
第 1 部分，已知问题：
在转向调试指南之前，请先检查以下已知问题，看看您遇到的问题是否可以匹配。
答复记录编号 | 标题 |
Zynq UltraScale+ MPSoC — PS-GTR：PCle 的多信道链路对齐可能需要一个以上的 SKP 顺序集 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC — 将流量过大错误地表示为 CRC 错误 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC、Vivado 2015.4 — 支持 PS DDR3/DDR4/LPDDR4 和 GTR 收发器的的补丁 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC PS-GTR：在 SGMII 工作模式下，传输随机抖动不符合 IEEE 规范。 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC、Vivado 2015.4 — 支持 MIO 以太网、PS GTR 和安全工作的 FSBL 补丁 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC — 使用 PS-GTR 的 SGMII | |
Zynq UltraScale+ MPSoC：PS-GTR 参考时钟相位噪声屏蔽 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC 系统监控器 — 为什么 PS 系统监控器会在 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC — PS-GTR 忽略了奇数边界对齐的 PCIe SKP 顺序集 | |
Zynq UltraScale+ MPSoC — 使用 PS-GTR 的 SGMII — 为什么是 Zynq MP PHY 驱动程序，其可重新配置之前由 FSBL 为 SGMII 设置的信道？ |
第 2 部分 — GTR 问题调试指南：
1) GTR 寄存器
所有 GTR 设置均由寄存器控制。我们可以通过访问以下链接并按关键字搜索串行解串器找到 GTR 的一部分。
https://china.xilinx.com/html_docs/registers/ug1087/ug1087-zynq-ultrascale-registers.html
如果您想访问以上链接中没有的其它寄存器，请咨询 Xilinx 技术支持。
GTR 寄存器大多以 SERDES 前缀命名。
基址是 0xFD400000。
地址映射如下：
LANE0 特定空间：0xFD400000-0xFD403FFF
LANE1 特定空间：0xFD404000-0xFD407FFF
LANE2 特定空间：0xFD408000-0xFD40BFFF
LANE3 特定空间：0xFD40C000-0xFD40FFFF
公共空间：0xFD410000-0xFD41021F
2) 眼扫描
如果出现了链路不一致问题，建议执行眼扫描。
参考 (UG936)（v2017.2 以后版本）实验 10，查看了解眼扫描步骤的教程。
如果使用较早版本的 Vivado，请咨询 Xilinx 技术支持。
有了眼扫描结果，就可以确定链路裕度。
3) 转储寄存器
如果您有一个成功的案例和失败的案例，请根据以上地址映射转储 GTR (SERDES) 寄存器，以便进行比较。
下面是 UART 端口转储 LANE1 特定空间的示例命令：
md 0xfd404000 0x1000
UART 端口转储公共空间的另一个示例
md 0xfd410000 0x20
4) 检查参考时钟
必须使用 AC 耦合。推荐的电容是 10 nF。据 (UG583) 图 5-32 所示，LVPECL
时钟输入需要两个下拉电阻器。
差分输入电压有效范围为 250mV 至 2000mV。
有效频率列在 (DS925) 表 60 中。
占空比应处于 (DS925) 表 60 中规定的范围内。
相位噪声必须符合 (DS925) 表 61 中的掩模要求。对于本表中没有的参考时钟频率，请使用相位噪声掩模来表示最近的参考时钟频率。
5) 检查电源
有两个电源轨。将其命名为 PS_MGTRAVCC 和 PS_MGTRAVTT。
参考 (DS925) 表 2，查看 Xilinx 推荐的电压范围。这些电源轨上的电压可通过 PS 系统监控器进行监控。
从 10 kHz 到 80 MHz，噪声必须低于 10 mVPP。
参考（Xilinx 答复 57737），了解 GT 电源调试。
查看 DS925 的电源排序部分，确保完全符合所有需求。
6) PCB 检查表
参考 (UG583) 表 5-38，查看 GTR PCB 设计检查表。
7) 信号完整性
在电路板布局前运行 IBIS-AMI 仿真，以确保良好的信号完整性。
下载链接如下：
https://www.xilinx.com/member/ultrascale_plus_ibis_ami.html
8) 用于调试的回路
GTR 不支持 PMA 回路。该回路可在协议 IP 中完成。
例如，在 SGMII 模式下的 GEM 上，请参考在下一个协议相关调试部分的 GEM PCS 层中设置的回路。
9) 有些寄存器是否可反映 8b10b 解码器错误？
在 GTR 中没有寄存器，但是一些协议层寄存器可以反映同等错误。
例如，GEM 中有一个 rx_symbol_errors (GEM)
寄存器、frames_rxed_ok (GEM) 寄存器和
fcs_errors (GEM) 寄存器，可反映帧错误是否已被检测到。
10) 检查串行数据
不可能在 GTR 中检查实时并行 TX/RX 数据，就像我们通过 ILA 使用 PL GTH/GTY 执行的操作一样。
有时检查串行数据有助于研究问题。
例如，在 SGMII 链路发生故障时，如果该链路掉线，高速范围就会捕捉到以下波形。这可从 GTR 接收端捕获。
在该波形中，我们可以获得以下信息。
发送器（远程配套设备，通常是一个开关）正在发送 K28.5/D21.5/D0.0/D0.0 和 K28.5/D2.2/D0.0/D0.0。
根据协议，可从远程配套设备启用自动协商，因为配置 1 及配置 2 有序集可发送。
如果禁用了自动协商，则只能发送闲置的有序集 (K28.5/D16.2)。请看下图。因此，如果从 PS SGMII 禁用自动协商，而从远程配套设备启用，链路就会发生故障。
如果两边都启用了自动协商，另一件事是 Config Reg 总是为
D0.0/D0.0，这表明远程配套设备处于 1000BaseX 模式，而不是 SGMII 模式，因为最后一位是 0。
此外，这也会导致链路故障，因为在启用自动协商时，两者间的模式是不同的。
第 3 部分 — 协议相关调试指南：
1) SGMII 模式：
请先参考第 1 部分，了解已知问题。
查看 pcs_status (GEM) Register Bit2（链路状态），确定链路是否连上。
通过设置 pcs_control (GEM) Register Bit14 (loopback_mode) 尝试 PCS 层中的环路，以便旁路 GTR 并查看链路是否联通。
确保正确选择了 GEM*_REF_SRC_SEL。使用 GTR 时，这些寄存器应该设置为 1，以选择外部专用参考时钟输入。如果设置为 0，则选择内部 PS PLL 时钟。
这可能会降低性能或链路裕度。可能会出现链路不一致问题或数据包丢失情况。
自动协商的设置必须与远程配套设备相同。如果远程配套设备启用了 AN，则 GEM 必须启用。反过来也是一样的。
查看 pcs_status (GEM) Register bit3，看看 PCS 是否有自动协商能力。
设置或清除 pcs_control (GEM) Register bit 12
(enable_auto_neg)，以启用或禁用 GEM 中的自动协商能力。
如果启用 AN，请查看 pcs_status (GEM)
Register bit5 auto_neg_complete，确定是否完成自动协商。
查看 pcs_control (GEM) Register Bit 15 中的 pcs_software_reset 是否被断言。
当该位为高时，链路无法在 GEM 中联通。设置
network_config (GEM) Register Bit27 (sgmii_mode_enable) 及 Bit11 (pcs_select)，可发布 pcs_software_reset（它变为低）。
参考 （Xilinx 答复 66592），了解通过 GTR 使用 SGMII 的问题与解答。
2) PCI Express 模式：
参考第 1 部分，了解已知问题。
不要忘记为 PCIe 指定正确的分类代码，尤其是在根模式下。如果
Linux 枚举驱动程序发现不正确的分类代码，就会导致 BAR 分配失败。
以下快照展示了如何在 PCW 中定位分类代码设置。
MSI 可能无法跟英特尔 Mini PCIe WiFi 卡连用。
该桥接器丢弃了由 Intel 发布的不足 2 字节的 MSI MWr，MSI TLP 等不兼容。
查看下列从 PCIe 协议分析仪捕获的快照。
3) USB 模式：
参考第 1 部分，了解已知问题
4) SATA 模式：
参考第 1 部分，了解已知问题
5) 显示端口模式：
参考第 1 部分，了解已知问题
