1-3-08 MLK-F9-35T/100T开箱测试-SFP光通信接口测试

1.1 概述

为了方便用户使用，vivado中提供了一个IBERT(Integrated Bit Error Ratio Tester)的测试工具用于对Xilinx FPGA芯片的高速串行收发器进行板级硬件测试。通过IBERT我们可以直接获取误码率，观察眼图，调节串行收发器的参数，从而有助于判断可能存在的问题，便于验证硬件的稳定性和信号完整性。

本实验测试内容：

1:在VIVADO下下载ibert测试程序，对SFP接口测试

2:通过不同的方法测试误码率

3:用VIVADO产生眼图查看睁眼率

1.2 外设资源

1.3 配件准备

为确保本实验可以完成，需要使用以下配件，请确认你是否已经购买了相关配件。

物品	数量	标配/选配	实物图	是否使用
F9开发板	1	标配		是
电源	1	标配		是
JTAG下载线	1	标配		是

SFP接口支持以下三种线缆(选配)：

1:万兆SFP+高速堆叠线缆（SFP-10G-DAC无源铜缆），传输距离0.5-7M

这种电缆最便宜，默认的选配套餐就是配这种电缆。

2:万兆单模双芯LC-LC光纤线（3m）+万兆单模光模块，具体参数如下

3:万兆多模双芯LC-LC光纤线（3m）+万兆多模光模块，具体参数如下

1.4电路分析

1.5 SFP连线

ibert测试需要使用万兆光模块或者万兆电缆。使用单根万兆光纤或者万兆电缆形成回环，我们使用电缆将两个SFP+通道的TX和RX短接,或者使用光纤将光模块的TX和RX短接。

1:使用电缆

2:使用光模块    

1.6 JTAG接线

JTAG接口不支持热插拔，不正确的JTAG安插方法容易导致硬件是损坏，这个原因主要是很多公司的电源地线没有接好，导致不同设备之间电源会有100V左右的压差，比如有时候你摸下机箱的铁壳，或者机箱内部的电子元件的表面，或者USB接口都可能被电一下。正确接法如下：

先把下载器的JTAG插入到开发板的JTAG接口

再把USB先插入下载器的USB接口和电脑的USB接口,这是由于USB支持热插拔，外壳就是GND，可以确保不会让信号之间存在巨大的压差导致JTAG接口损坏。

1.7上电

电源开关切换到ON如下图所示：

1.8 使用VIVADO下载测试程序

首先通过JTAG扫描到芯片，JTAG的使用常见问题可以阅读米联客技术论坛"JTAG使用常见问题一文"https://www.uisrc.com/t-1692.html掌握FPGA JTAG的程序下载方法。

启动VIVADO软件

 

单击open hardware manager

扫描芯片

使用JTAG扫描到FPGA，选择FPGA型号，右击弹出菜单，Program Device

选择需要下载的文件路径

之后单击Program

下载完成后如下图所示

点击auto-detec links,出现如下图所示的界面。点击Reset按钮，使IBERT进行复位，可以看到此时的Errors变为0，代表接收端没有检测到错误。由于测试使只连接了2路GTP，因此这里只显示出了当前所使用的GTP链路。其他没有建立收发环路的GTP并没有显示。

当然，用户也可以手动将其他没有连接的GTP加到当前的显示栏中，点击如下图所示按钮。

 

然后，将同1个GTP对应的TX和RX建立link，如下图所示。

添加完成后如下图所示。点击OK即可。

如下图所示，经过长时间测试，可以发现Errors一直为0，这代表，测试过程中没有出现任何误码，这说明板级层面的GTP硬件工作稳定。

当前测试使用的数据为7bit的伪随机序列。

在测试进行时用户也可以修改测试数据类型，例如PRBS 23-bit，PRBS 7-bit等等，接收与发送所使用的数据类型必须完全一致，修改完成后，务必点击Reset按钮，复位Errors为0。如下图所示。

误码率可以从数学统计的角度判断GTP的硬件稳定性，vivado还提供了一种更直观的方式来观察GTP的信号完整性，那就是眼图。首先，点击如下图所示按钮。

 

出现如下界面，所有设置保持默认即可,当然这边可以选择link的通道，然后点击OK。

此时vivado开始进行眼图扫描和生成，用户需要稍等片刻，等到Progress进度为100%时，眼图扫描过程便结束。

 

vivado生成的眼图如下图所示。

从信号完整性的角度来看，眼图中间的蓝色区域越大，GTP所对应的PCB高速电路的信号完整性越好。