教你如何进行Xilinx SerDes调试
fpga serdes的应用需要考虑到板级硬件，serdes参数和使用，应用协议等方面。由于这种复杂性，serdes的调试工作对很多工程师来说是一个挑战。本文将描述serdes的一般调试方法，便于工程师准确快速定位和解决问题。
1. 硬件检测
硬件检测可以分为原理图/pcb检查和板上硬件检查。这一部分的工作相对简单，但是很多时候问题是由这些看起来很不起眼的地方导致的。
a） 原理图/pcb检查
根据serdes应用手册要求检查原理图和pcb设计。例如对于xilinx 7系列gtx/gth serdes，可以参考ug476的board design guidelines检查原理图和pcb设计。
b） 板上硬件检查
使用示波器/万用表等仪器设备实际测量板上硬件，确认提供给serdes的工作环境正常。
i. 检查电源的电压/精度/纹波/上电顺序是否符合数据手册的要求。例如对于xilinx 7系列gtx serdes，需要对照ds182检查。
ii. 检查serdes参考时钟频率/摆幅是否符合数据手册的要求，以及参考时钟的管脚位置是否正确。
iii. 物理通道的检查，例如确认ac耦合电容的容值是否正确，光模块是否兼容，焊接是否正常。
2. 使用ibert
ibert是一个强有力的调试工具，可以用于调整参数设置和确认系统余量，也可以用于故障现象判断。ibert在core generator里产生工程和bit文件。将bit文件下载到fpga后，使用chipscope analyzer连接到fpga上，就会出现ibert的gui调试界面。
a） 检查pll是否lock，如果没有，需要检查时钟和电源。比如时钟频率是否正确，serdes是否选择了正确的时钟源。
b） 将serdes的tx和rx设为相同的数据pattern，例如prbs-31。设置serdes为near-end pma模式。如果这一步不能工作，检查tx/rx极性是否反转；检查txusrclk/txusrclk2/rxusrclk/rxusrclk2上的时钟频率是否正常。通过这一步保证serdes内部工作正常。
c） 将serdes设置为far-end pma和far-end pcs模式，确认远端设备的serdes是否收发正常。通过这一步排除和时钟offset相关的问题。
d） 如果这些步骤工作正常，但是误码率很高，有可能是参数设置有问题。需要通过调整tx/rx的参数设置来解决。也可以通过eye scan功能来得到最佳设置和判断系统余量。
3. 通用的调试步骤
通常会使用一定的调试步骤来定位问题，避免重复工作。一开始，一般不进行整个工程的测试，而是基于serdes的wrappers工程，以方便定位问题。一般可以使用core generator里的transceivers wizard产生的example design。在core generator里产生transceivers wizard的example design后，会输出源文件和scripts。利用scripts可以直接产生运行结果。example design里的数据产生和检测都是基于bram，可以很方便的修改数据。在工程里面，chipscope vios and ilas必须被加入到工程里面，进行控制和调试分析。
a） 进行near-end pcs测试。
i. 启动serdes复位（vio）。
ii. 确认复位结束（vio）。
iii. 检查serdes状态信号（vio）。
iv. 使用计数器确认时钟频率（vio）。
b） 进行near-end pma测试。
i. 确认cdr工作正常，检测cdr产生的恢复时钟（vio）。
ii. comma alignment和8b/10b状态检查（ila）。
c） 正常操作检测
i. 确认clock correction电路状态（ila）。
ii. 确认channel bonding电路状态（ila）。
iii. 链路通讯检查（ila和vio）。
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b） 板上硬件检查
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ii. 检查serdes参考时钟频率/摆幅是否符合数据手册的要求，以及参考时钟的管脚位置是否正确。
iii. 物理通道的检查，例如确认ac耦合电容的容值是否正确，光模块是否兼容，焊接是否正常。
2. 使用ibert
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a） 检查pll是否lock，如果没有，需要检查时钟和电源。比如时钟频率是否正确，serdes是否选择了正确的时钟源。
b） 将serdes的tx和rx设为相同的数据pattern，例如prbs-31。设置serdes为near-end pma模式。如果这一步不能工作，检查tx/rx极性是否反转；检查txusrclk/txusrclk2/rxusrclk/rxusrclk2上的时钟频率是否正常。通过这一步保证serdes内部工作正常。
c） 将serdes设置为far-end pma和far-end pcs模式，确认远端设备的serdes是否收发正常。通过这一步排除和时钟offset相关的问题。
d） 如果这些步骤工作正常，但是误码率很高，有可能是参数设置有问题。需要通过调整tx/rx的参数设置来解决。也可以通过eye scan功能来得到最佳设置和判断系统余量。
3. 通用的调试步骤
通常会使用一定的调试步骤来定位问题，避免重复工作。一开始，一般不进行整个工程的测试，而是基于serdes的wrappers工程，以方便定位问题。一般可以使用core generator里的transceivers wizard产生的example design。在core generator里产生transceivers wizard的example design后，会输出源文件和scripts。利用scripts可以直接产生运行结果。example design里的数据产生和检测都是基于bram，可以很方便的修改数据。在工程里面，chipscope vios and ilas必须被加入到工程里面，进行控制和调试分析。
a） 进行near-end pcs测试。
i. 启动serdes复位（vio）。
ii. 确认复位结束（vio）。
iii. 检查serdes状态信号（vio）。
iv. 使用计数器确认时钟频率（vio）。
b） 进行near-end pma测试。
i. 确认cdr工作正常，检测cdr产生的恢复时钟（vio）。
ii. comma alignment和8b/10b状态检查（ila）。
c） 正常操作检测
i. 确认clock correction电路状态（ila）。
ii. 确认channel bonding电路状态（ila）。
iii. 链路通讯检查（ila和vio）。
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