JESD204B鏈路中斷時的基本調(diào)試技巧

本篇博文旨在提供發(fā)生 JESD204B 鏈路中斷情況下的調(diào)試技巧簡介。

其中提供了發(fā)生鏈路建鏈?zhǔn)∏闆r下需要收集的信息以及可能的原因。

需要收集的有助于調(diào)試的常規(guī)信息包括：

所使用的核是哪個版本？

出現(xiàn)何種類型的建鏈?zhǔn)∏闆r？

問題是出現(xiàn)在硬件中、仿真中還是同時出現(xiàn)在硬件和仿真中？

設(shè)計是否包含JESD RX、JESD TX和/或JESD PHY？

設(shè)計的模塊框圖是否可用？時鐘方案是怎樣的？

設(shè)計運行的數(shù)據(jù)速率是多少？

refclk 與核時鐘頻率是多少？

使用的子類 (Subclass) 是哪個？

有助于調(diào)試的文件包括：

XCI 文件

IP integrator 設(shè)計或 Tcl 文件，便于重新生成設(shè)計

仿真或硬件捕獲的錯誤

參數(shù)基本信息：
M = number of converters
N = resolution of the converter
例如，四通道 ADC，resolution 為 14：M = 4；N = 14
N' = number of nibbles (calculated by dividing N by 4)
L = number of lanes
F: Octets per Frame
K: Frames per Multiframe

鏈路初始化問題：

以下列出了鏈路初始化問題的 5 個可能原因：

GT 初始化未完成：PLL unlock（PLL 解鎖）或 GT reset done（GT 復(fù)位完成）未處于高位

鏈路上存在錯誤（disparity 錯誤、not in table 錯誤、意外的 K 值）

未捕獲 Sysref（請參閱以下時鐘設(shè)置部分）

未接收到 4 個連續(xù)的 K28.5 字符。

TX 上設(shè)置的鏈路參數(shù)與 RX 上的參數(shù)不匹配。

同步丟失：

核因下列原因而斷言 SYNC 有效：
完整（長）重新同步請求：

4 個連續(xù)位錯誤（disparity 錯誤或 not in table 錯誤）

4 個連續(xù)的意外 Kx.y 字符（rxcharisk 只能出現(xiàn)在幀末尾）

8 個連續(xù)的不匹配 (misalignment) 錯誤（多幀未對齊）

如果接收到單位錯誤或者意外的 Kx.y 字符，則會觸發(fā) Short SYNC 錯誤報告。通過在 Error Reporting RX 寄存器 0x034 處設(shè)置 SYNC 配置位，即可啟用此錯誤報告。

千兆位收發(fā)器：

如果看到 8b10b 錯誤（disparity 錯誤或 not in table 錯誤），表示存在 GT 問題。

應(yīng)執(zhí)行以下檢驗：
1) 確認(rèn) GT refclk 正常。
2) 檢查電源。
3) 檢查眼圖。

時鐘設(shè)置：

所選時鐘設(shè)置方案對于 JESD204 鏈路成功至關(guān)重要。JESD204 產(chǎn)品指南(PG066)包含建議使用的時鐘設(shè)置方案。

強烈建議您使用本部分中提供的下列時鐘設(shè)置方案之一。使用其它時鐘設(shè)置方案可能導(dǎo)致設(shè)計失敗。

如果鏈路建立時發(fā)生問題，請檢查 MMCM 或 GT (QPLL / CPLL) 的鎖定信號。

采用 Subclass 1 模式時，SYSREF 信號必須與核時鐘同步，并且應(yīng)從外部器件驅(qū)動，此外部器件用于為 TX 和 RX 生成 SYSREF。

在某些情況下，核時鐘和參考時鐘使用相同的時鐘頻率或時鐘源可能更有利。但這有時可能不切實際。

因此，深刻理解對于參考時鐘與核時鐘所施加的限制以及系統(tǒng)級別的影響（例如，同步捕獲 Subclass 1 或 2 確定性時延的 SYSREF / SYNC）就顯得尤為重要。

請參閱(PG066)的“時鐘”部分以獲取更多詳細(xì)信息。

復(fù)位：

掌握 JESD204 核所使用的復(fù)位有助于您正確開發(fā)自己的系統(tǒng)。

“系統(tǒng)復(fù)位”是異步復(fù)位，它將復(fù)位整個系統(tǒng)（核邏輯和收發(fā)器）：在發(fā)射核上，此復(fù)位即為 tx_reset，在接收器核上則為 rx_reset。
AXI4-Lite 接口和配置寄存器不受這些復(fù)位信號的影響。

s_axi_aresetn 是為 AXI4-Lite 接口提供的獨立復(fù)位信號，用于將配置寄存器復(fù)位為默認(rèn)值。
只要對核參數(shù)進行了更改，就應(yīng)將 AXI 核復(fù)位。

“軟件復(fù)位”是通過 AXI4-Lite 接口提供的寄存器，用于為軟件控制下的發(fā)射或接收邏輯數(shù)據(jù)路徑觸發(fā)數(shù)據(jù)路徑復(fù)位序列。
配置寄存器不受此操作影響。使用此復(fù)位并不會復(fù)位 PLL。

“看門狗定時器復(fù)位”的工作方式與軟件復(fù)位相同。如果需要，可使用寄存器訪問來禁用看門狗定時器。
在正常系統(tǒng)操作下，賽靈思建議看門狗保持處于啟用狀態(tài)。如需了解更多信息，請參閱(PG066)的“看門狗時間復(fù)位”部分。

“AXI4-Stream 復(fù)位”：執(zhí)行系統(tǒng)復(fù)位或軟件復(fù)位時，rx_aresetn 或 tx_aresetn 輸出將斷言低電平有效，直至完成復(fù)位周期為止。

調(diào)試信號：

JESD204B RX 核包含調(diào)試狀態(tài)寄存器（寄存器地址 0x03C），可用于調(diào)試鏈路信號。該寄存器內(nèi)由 4 個位組成的每個組都對應(yīng)于設(shè)計中的一條通道：
對于每條通道：
位 0 - 通道正在接收 K28.5（BC 對齊字符）
該位表示此通道上從收發(fā)器到核的輸入為 0xBC 并且 charisk 已置位。
如果該位轉(zhuǎn)至高位，那么您可繼續(xù)查看“Code Group Sync”（代碼組同步）階段。
如果該位不轉(zhuǎn)至高位，那么最好確定未能達成 SYNC 同步的原因。
例如，如果置位后，核并未在所有通道上都接收到 0xBC，可能表示部分 GT 處于故障狀態(tài)，且輸出無效。
下一步是檢查 GT 并確保復(fù)位結(jié)構(gòu)正確。

位 1 - 通道達成代碼組同步 (CGS)：
該位表示此通道已達成代碼組同步。

位 2 - 檢測到 ILA 開始：
該位表示已正確觀測到從 0xBC 到 ILA 的轉(zhuǎn)換。
看到該位置位表示此通道已開始 ILA 序列。
反之，則表示 ADC 行為不正常。請檢查鏈路另一端，確認(rèn)其設(shè)置是否正確。

位 3 - 檢測到數(shù)據(jù)開始：

該位表示已正確觀測到從 ILA 到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
看到該位置位表示此通道已確認(rèn) ILA 序列結(jié)束，并且鏈路上用戶數(shù)據(jù)已開始。
反之，則表示 ADC 行為不正常。

請檢查鏈路兩端的成幀參數(shù)，確認(rèn)是否某一端設(shè)置錯誤。

以下是 GT 輸出。最好檢查這些輸出，確認(rèn)是否接收到正確的 K28.5 或者是否接收到任何錯誤。

結(jié)論：

希望本文能在您遇到 JESD204B 鏈路中斷時，幫助引導(dǎo)您遵循調(diào)試步驟逐步完成操作。

審核編輯：湯梓紅