基于Aurora協(xié)議的光傳輸方案驗證

AuroraAurora纖傳輸相結(jié)合的傳輸方法彌補了傳統(tǒng)光傳輸方案可擴展性差的特點.通過設計測試程序?qū)υ摲椒ǖ目尚行杂枰则炞C,并通過試驗對協(xié)議中所調(diào)用高速串口硬核的參數(shù)進展合理設置,驗證結(jié)果說明該方法在傳輸帶寬、線路誤碼率以及通道傳輸時延等方面能夠到達預先設計指標,為后續(xù)工程中的應用奠定了根底.%Inthebackgroundofthebroadbanddigitalreceiverdesign,amethodcombinedopticaltransmissionandAuroraprotocolisintroduced,whichmakesupfortheexpandabledeficiencyoftraditionalopticaltransmissionmethod.Thenaprogramtotestthedesignisdesigned,andlocatestheparameterofGTPproperlyintheexperiment.Theresultofthetestshowsthebandwidthoftransmission,errorcoderatioofeachlaneandthelatencyofchannelofthemethodcouldreachthepresetindex,whichprovidesthefoundationofrealizationinengineering.《科學技術(shù)與工程》【年(卷),期】2023(012)0304(P8038-8041)【關鍵詞】Aurora胡謹賢;張英波;黎仁剛【作者單位】212023723225001723225001723225001【正文語種】中文TN241傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)很難滿足不斷擴大的數(shù)據(jù)規(guī)模對傳輸性能的要求。目前，點到點的光纖通信在高速數(shù)據(jù)采集、遠程實時把握等領域有著重要的意義和寬闊的應用前景［1］。FPGA有效地支持上層協(xié)議，同時間纖路(Lane)數(shù)不能擴展，使得單通道(Channel)的傳輸帶寬受限。Aurora協(xié)議是Xilinx公司開發(fā)的一個免費、開放、可擴展、低本錢、高帶寬的高速串行鏈路層協(xié)議［2］。它可以支持多路的光纖傳輸，靈敏的擴展光Virtex－5FPGAAurora性與有效性的同時完成對通道傳輸時延的測定。驗證方案設計該驗證方案硬件系統(tǒng)主要分為兩局部:FPGASFP(SmallForm－factorPluggable)光模塊。其中，F(xiàn)PGAXilinxVirtex－5XC5VSX95TSFPFPGARocketIOGTP通用數(shù)據(jù)法輸平臺，GeneralDataTransferPlatformTXRX端口，同時例化Aurora協(xié)議進展通道綁定，形成一個由兩路光纖組成的數(shù)據(jù)自回環(huán)式的傳輸通道。1由于該傳輸方案馬上應用于某寬帶數(shù)字接收機，所以對數(shù)據(jù)傳輸時延有著特別的要求。為了使得數(shù)據(jù)傳輸驗證與時延測定同步，數(shù)據(jù)發(fā)生模塊承受一個200MHz時鐘32位的計數(shù)器，連續(xù)不斷地送出計數(shù)值。FPGA該模塊接收到數(shù)據(jù)時，使能內(nèi)部參考計數(shù)器，并將產(chǎn)生的參考數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)進行LED上，借此FIFO來解決兩個異步時鐘域之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。1方案設計框圖Aurora協(xié)議AuroraXilinxIPRocketIORocketIO的綁定。Aurora數(shù)據(jù)單元(ProtocolDataUnit，PDU)的構(gòu)造，同時協(xié)議內(nèi)部還定義了信道初始化滿足不同應用的要求，Aurora(Streaming)和幀(Frame)式兩種數(shù)2示。GTPDUALX0Y6GTP3.125Gbps的傳輸速度，協(xié)議參考時鐘通過ICS8442156.25MHz2字節(jié)，并承受8B/10B作為傳輸編碼方式保證傳輸線路的直流平衡(DCBalance)。限于篇幅，協(xié)FIFO［2，3］。2Aurora3光傳輸模塊SFP光模塊是一代的光收發(fā)器，具有小型化、可熱插拔和自動診斷功能［4］。3.75GbpsLCSFP光模塊完成光信號LOS端口與一LEDSFPPCBFPGAEMI(電磁干擾)，該模塊內(nèi)部為接收和發(fā)送GTPGTP(SETRXDCCOUPLE=TRUEPCB布線SFP0“N”端與“P”端反接，GTP”(SETTXPOLARITY0=1)，同樣，于此接口對應的接收端極性也必需做出調(diào)整。SFP3所示。方案性能驗證IBERTChipscope統(tǒng)計相關的參數(shù)變化可以對線路環(huán)境完成測試，不同的預加重與均衡設置可以將誤碼率把握在系統(tǒng)能承受的范圍之內(nèi)，在此根底上3SFP光模塊原理圖通道環(huán)境測試這個過程中預加重與均衡的設置是保證通信環(huán)境的關鍵。為了對抗傳輸路徑對高頻重量的過分衰減，預加重與均衡都是通過對信號的畸變改善接收信號的質(zhì)量［6］，只有適宜的預加重與均衡比例相協(xié)作才能到達改善通信質(zhì)量的目的，否則反而會惡化通信質(zhì)量。3%的預加重(TX_Pre－Emphasis=000)，均衡旁路的狀況下分別測試兩路IBERTGTP31位的偽隨機序列，覺察lane01.41E－8lane13.92E－103%預加重的根底上，使能均衡設置，通過比RXWB/HPRatio=00、RXWB/HPPoleLoc=1001，通過均衡，傳輸信號的高頻重量相對被增加，低頻重量相對被IBERTlane0lane13.125Gb/s的要求，lane05.147×10－12，lane15.146×10－12，到達了設計對線路數(shù)據(jù)傳輸速率及誤碼率的要求，IBERT4所示。AuroraGTP4IBERT核測試界面數(shù)據(jù)傳輸及通道延時測定Chipscope5所示。5數(shù)據(jù)傳輸測試結(jié)果ChipscopeERR_COUNTCNT穩(wěn)定地保持在38Aurora6.4ns，所以243.4ns，可以到達實際應用中對時延要求。結(jié)論本文對應用于某寬帶數(shù)字接收機中的數(shù)據(jù)傳輸方案進展驗證，將傳統(tǒng)光纖傳輸與Aurora6.25Gbps10－12250ns應用中通過試驗測得。參考文獻【相關文獻】PCI－ExpressAurora機應用，2023;31(1):64—68Virtex－5FPGAAurorav5.2UserGuide1UG353(v5.2).USA，XilinxCorp，June27，20233Aurora_8b10b_protocol_spec_sp002.SP002(v2.2).USA，XilinxCorp，April19，2023