Aurora的工程化问题解决方案

Aurora的工程化问题解决方案

前言

​针对Aurora在实际工程的例化应用问题上，本人经过以往经验进行可行性方案分享，其中有关Aurora的例化过程及不进行详细介绍，可自行查询其他博客学习，望补充指正，谢谢。

（补充：该文里的aurora默认为全双工模式）

简介

​本文主要阐述Aurora协议在多通道例化上的应用问题，以及针对实际硬件的GTH通信质量较差（ibert眼图测试），如何继续利用Aurora的均衡模式补救，已达到正常通信的标准。

案例

场景一

主板卡与多个子板卡的Aurora通信，主板卡内需对Aurora进行多通道例化，其中主板卡与单个子板卡是单通道Aurora通信。

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问题描述

设置好单通道Aurora的IP后，生成IP examp design工程，对顶层的端口进行修改后，进行多次例化后综合，place design 报错，如下：

aurora IP 设置

aurora 顶层端口修改 ​

aurora例化

​

place design 报错 ​

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分析解决

根据报错的文件位置找到如下模块：

place design error中指出驱动gt_common必须是相同的时钟或是邻近的时钟。

简单的说多次例化，导致gt_common模块被多次例化，gt_refclk（gt参考时钟）是由IBUFDS_GTE3转换来，这里对应了多个qpll1_refclk端口，这里在实际资源布线中不需要多次定义使用qpll_refclk，因此将gt_commmn模块单独放到顶层，不用和aurora一起例化多次。这里涉及到aurora64b66b用到的gt参考时钟内部采用qpll（详见https://zhuanlan.zhihu.com/p/494758359）锁相， 其中相邻的quad可以共用同一个gt_refclk，这多次例化的aurora channel 分布在相邻的两个quad，可以共用一个gt_refclk时钟资源。

顶层代码修改后如下：

该警告可以不用管，不会影响aurora的通信，若需要可以修改所指文件，将下图约束注释重新综合即可。

场景二

板卡之间的ibert测试（5Gbps下）眼图结果如下：

ibert眼图测试
通过调整advanced settings里的红色红框的参数，主要是调整spread spectrum clocking（扩频时钟），具体需要同硬件工程师交流，因为导致眼图信号差的原因有很多，该方案主要是硬件上没有什么优化空间的情况下采用。
ibert IP核
通过设置后眼图正常，如下

设置后ibert眼图测试

问题描述

问题是aurora64b66b里的advanced不支持调整扩频时钟，即便降低线速率也无法稳定通信，因此无法使用aurora64b66b，如何继续使用aurora协议。

分析解决

方法如下：

1. aurora64b66b替换为aurora8b10b；
2. aurora8b10b的设置里让gt子模块放到IP的外边，可供设置，此处打钩如下；
3. 找到aurora8b10b_0_gt的IP，修改里面的advanced设置，其中扩频时钟就可以设置了，只需将ibert眼图测试成功的参数配置进去后更新生成IP即可。
   transceiver IP

本人通过实践验证该方法可以在速率降到2.5Gbps下的aurora8b10b解决，但是由于改动了相关的参数，由于原本信道的通信质量较差，两板卡间的aurora链路可能不能自适应建立，channel_up信号不能保持置1，解决方法是需在两板卡上电后分别对aurora模块中的GT_RESET进行长约1ms以上的高电平复位（本人使用1s复位）。

aurora8b10b通信测试，channel_up一直为1，链路正常