轻松实现高速串行I/O

第四章
千兆位串行 IO 设计
理解所面临的挑战和权衡折衷
千兆位级收发器设计面临的挑战
理解所面临的挑战是解决工程问题的关键。在设计千兆位级收发器(Multi-Gigabit
Transceiver,MGT)时,面临的挑战包括:理解收发器协议、信号完整性、阻抗和功率要求、
屏蔽性要求、印刷电路板(PCB)设计要求以及连接器和电缆的选择要求。原型的仿真和测
试对于一个成功的 MGT 设计而言也是相当重要的。
设计时应考虑的事项及可提供的选择
本章从板极角度讨论了 MGT 设计者将面临的挑战和抉择,同时针对以 SERDES 为核心的设
计给出了处理这些问题的一般方法。本章介绍了各种可用的传输协议以及各自的优缺点。本
章还讨论了信号和电源的设计注意事项,以及高速设计中屏蔽的重要性。同时,本章还讨论
了印刷电路板设计的要求和如何选择合适的连接器、电缆。最后,而且是最重要的,本章给
出了 MGT 设计的仿真方法(模拟和数字)。最后本章深入探讨了原型的测试和测量,同时
给出了一些重要的调试提示和 MGT 设计的建议。
协议
串行器/解串器(Serializer/Deserializers,SERDES)本身就是相当灵活的设备。为了启动
SERDES,首先需要定义对齐序列,时钟修正序列,线路编码方法和物理链路,之后数据可
以在两个收发器间相互传送。但是所传送数据的含义还需要有更详细的定义,这也是协议存
在的意义。什么数据传送到何处,数据的含义是什么,数据中需要插入什么特殊位,什么样
的数据可以被丢弃,这些都是由协议定义的。
MGT 相关协议的范围很广,从简单的数据定义到支持上层协议的复杂接口。千兆位级
协议中的具体内容包括:
XILINX • 57