如何做到在VPK120里实现MRMAC以太网IP

本文作者:赛灵思工程师 gray pan
step 1
首先,打开最新版本的vivado(当前为2021.2):
1.新建一个vivado工程,将器件直接选定为board – vpk120。
2. 接着新加入一个以太网ip core,选好自己所需要的ip配置,本文以mrmac ip为例,并在以太网ip的gt配置那页,选择gtm和156.25mhz时钟。
3. 然后就可以右键点击ip,选择open ip example design…
step 2
例子工程产生完毕之后,在工程的xdc文件里加入gt位置约束和参考时钟位置约束,示例如下:
set_property package_pin af45 [get_ports gt_ref_clk_p]
set_property package_pin bg52 [get_ports {gt_rxp_in[0]}]
1. 这个参考时钟是vpk120板上自带的,可进行配置,产生不同频率的参考时钟。
2. 另外,vpk120板上有2个qsfp-dd光模块插槽,此处gt的(管脚)位置约束,正是为了将gt选在其中一个光模块插槽上面,方便之后的硬件上面连接使用。
step 3
等该例子工程跑完综合,实现,并产生bit文件之后,请将pdi文件加载到你的vpk120里面:
1. 工程上板之后,接下来第一步,我们要利用ip内部自带的in-system ibert,先确认链路是否畅通,能正常工作。点击serial i/o link这一页里面的create links,将quad_203里的4路gt全部添加为new links。
a.全部设为near-end pcs(如果外部光模块和光纤已经都接上了,此处可选none;建议先做near-end pcs,再做none)。
b.tx和rx pattern,全部设为prbs31(一般8b10b数据应用选择prbs7,而64b66b数据则选prbs31)。
c.分别做下整个的tx reset和rx reset。
d.检查pll锁定,线速率和tx/rxuserclk频率正确,bits增加,errors保持,以及ber不断减小,即可确认链路工作正常。
e.如果pll无法锁定,请确认参考时钟频率是否已经设置正确,以及之前添加的gt和时钟位置约束是否已经正确起效。
f.如果pll锁定,线速率也正确,但是误码不断增加,尤其是在loopback关闭的模式中,请先按照gt的调试过程,如调节tx预加重等,调好板上si,确保没有误码。
2. 链路ok之后,将tx/rx pattern改回user design,并依次做一下tx reset和rx reset。然后我们就可以通过读取mrmac内部寄存器,确认以太网的link是否已经能成功连接,起来工作了。
a.打开xsdb,然后connect。
b.再ta 1,选择versal xcvp1202。
c.最后就可以读取mrmac寄存器状态了,下面给出了一组读写寄存器的示例,在做了简单的复位后,直接读了下以太网的rx状态。
d.这里提供的是一组读写寄存器命令的示例,请按照自己的ip配置,读写相应的寄存器。寄存器具体定义,可以在mrmac_registers.csv文件里面找到(注意下面地址经过十六进制和十进制的转换)。
mwr -force 2752053252 0x00000fff
mwr -force 2752053256 0x40000a24
mwr -force 2752053264 0x00000033
mwr -force 2752053260 0x00000c03
mwr -force 2752053456 0x00000000
mwr -force 2752057552 0x00000000
mwr -force 2752061648 0x00000000
mwr -force 2752065744 0x00000000
mwr -force 2752053252 0x00000000
mwr -force 2752053292 0x00000001
mwr -force 2752512000 0x00000f02
mwr -force 2752512000 0x00000002
mrd -force 2752577544
mwr -force 2752055108 0xffffffff
mwr -force 2752059204 0xffffffff
mwr -force 2752063300 0xffffffff
mwr -force 2752067396 0xffffffff
mrd -force 2752055108
mrd -force 2752059204
mrd -force 2752063300
mrd -force 2752067396
e.最后,可以得到正确结果如下,说明mrmac已经link up了:
xsdb% mrd -force 2752055108
a4090744:   00010007

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