PAM4信号实现的关键技术研究外文翻译资料

 2022-03-12 15:21:45

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InphiCorporationreg;IN115050-LC02用于400G应用的

PAM-4 PHY

数据表

应用

bull; 低功耗400G PAM-4重定时器

bull; 实现PAM-4电气输出,在线路和主机接口上支持大于30dB的损耗

bull; 通过PAM-4调制或28.125 Gbps速率支持高达56.25 Gbps的数据流,低至1.25 Gbps的数据流,并采用 NRZ调制

  • 支持多种FEC选项:KR4,KP4和FcFEC

产品特性(第1页,共2页)

 线路/主机接收器

bull; 8个基于ADC / DSP的线路侧接收器,每个 都以28 Gbaud / s的数据速率运行

bull; 均衡器是数字FFE和DFE的组合

bull; 包含自动增益控制环路以适当地加载接收 器ADC

bull; 支持接收器上的眼睛监控功能

bull; 支持每个PAM4级别的限幅器阈值调整

  • 支持多种FEC选项:KR4,KP4和FcFEC

bull; 每个通道的PRBS检查器,无论是整个数据宽 度还是每个偶数/奇数位

  • 支持PRBS7,PRBS9,PRBS11,PRBS15, PRBS23,PRBS31和PRBS58及其倒置

bull; 自动锁定模式扫描所有PRBS模式

bull; 所有8条车道共享眼球直方图

 IEEE P802.3第45条MDIO接口

  • 球可编程MDIO PHY地址

bull; 支持MMD08发现寄存器(设备标识符,能力寄 存器等)

bull; 按照第45章实施帧结构扩展和时序特性

bull; 实现条款83.6 PMA MDIO函数映射

bull; 支持高达25 MHz的MDIO速率

 支持I2C接口

bull; 标准模式,比特率高达100 kbps

bull; 快速模式,比特率高达400 kbps

bull; 快速加模式,比特率高达1.0 Mbps

 失锁(LOL)引脚可编程至线路或主机

 所有低速JTAG边界扫描和高速接口球上的 ACJTAG

 集成了Tensilica *微控制器,可实时调整主机 端和线路端接收器参数,以优化可用链路预算

  • ESD:
    • IOgt; 5 Gbps 500V(HBM),100V

(MM),250V(CDM)

bull; 所有其他球2千伏(HBM),200V

(MM),250V(CDM)

 支持高速接收器上的内部交流耦合

产品特性(第2页,共2页)

 线路/主机发射机

bull; Quad-ʎ28.125GBd使用PAM-4调制(56.25Gbps) 或Quad 28.125Gbps传输数据流,并采用NRZ调 制传输数据流。

bull; 为八个传输通道中的每一个传输PLL

bull; 高速时钟监视器支持高达7GHz的差分时钟 频率

bull; 接收传输浅层和深层线路环回(PAM-4到 PAM-4)

bull; 全面的交叉开关支持允许任何接收数据流在任 何传输通道上传输

— FIFO溢出/溢出标志和可选的FIFO自动 重置

    • 支持多种FEC选项:KR4,KP4和FcFEC

bull; PAM-4灰度编码,极性反转,PAM-4编码,PAM-4 MSB / LSB交换

bull; 静噪控制

bull; 每车道测试码型发生器:

- 支持PRSB58 / 31/23/15/13/11/9/7, QPRBS13-CEI,QPRBS31-CEI, PRBS13Q,PRBS15Q和PRBS31Q

— 方波,JP03A,JP03B,发射机线性测试模 式

— CID抖动容限模式

— 错误注入

— 定制测试模式生成器

      • 支持SSPRQ

bull; 连续相同的符号检测器

  • 独立重置Ingress和Egress数据路径

 关闭各个接口

 提供15.0mmtimes;15.0mm封装,0.8mm球距。

bull; 外围的所有高速信号易于逃脱。

1.0 介绍

Inphi公司的IN115050-LC02 PHY是一款Octal端口双向CDR设备,每个接收器端口可以恢复 56Gbps PAM4信号或28Gbps NRZ信号,并发送给合作伙伴的TX,从而提供400G全双工数据率。此外,它通过提供Hitless MUX功能来支持系统冗余,该功能可在正常模式线路卡和冗余线路卡之间切换

在出口路径和入口路径上的广播功能中满足预先定义的标准。主要的应用模式可以概括为:

bull;重定时器模式:

bull;变速器模式:出口路径中1:2倒档变速箱,入口路径上2:1变速箱。

bull;重定时器切换模式:在出口处使用无重叠MUX重新定时,并在入口处广播

bull;变速箱切换模式:变速箱模式,出口处有Hitless MUX,入口处有广播

这四种主要模式可以与每个端口的不同速率(10G / 25G / 50G)选项组合,从而产生更大的 操作模式组合。 所有这些模式都在详细介绍中第1.2节,设备操作模式.

在只使用一部分车道的模式下,可以关闭未使用的车道以节省功耗。

1.2.1 重定时器(FEC旁路)模式

图2描绘了重定时器模式应用程序的数据路径。 表1的1A至1X中显示了可能的配置模式。 在 主机启用了FEC并且IN115050-LC02 FEC引擎被旁路的模式下,禁用时钟以减少延迟和功耗。

在相同的逻辑端口内,物理通道编号可以重新排序,以实现PCB追踪

1.2.2 重定时器MUX模式

图3描绘了重定时器MUX模式应用程序的数据路径。 可能的配置模式显示在3A到3X之间表格1.

在启用主机FEC的模式下,IN115050-LD02 FEC解码器检查校正统计。 辅助冗余线卡主机端口 也运行并且FEC在传入流上解码。

如果a)奇偶校验错误的数量超过配置的阈值,b)接收到MUX开关的MDIO命令,或者c) PO_SEL_IO被置位(高电平有效),主流主机端口数据与冗余主机数据。

AM在Parity校验后被剥离,并且在MUX AM重新插入新位置之前。 根据适用情况生成新的FEC奇 偶校验和BIP

1.2.3 变速箱模式

图4描述了变速箱应用的数据路径。 在出口方向,每对接收的NRZ通道被位复用在一起形成 一个PAM-4传输通道。 由于每条通道的PKR(线路)传输都有一个TX PLL,因此所有接收NRZ 通道都可以是异步的。 在Ingress方向,每个收到的PAM-4通道被比特解复用成一对同步的 NRZ通道。

图4 PAM-4变速箱应用

1.3 诊断模式

IN115050-LC02支持各种环回模式以进行系统诊断。 本地(浅)和深回送模式均受支持; 但 是,仅在数字路径中支持深回送模式。 它没有涵盖远端模拟(见下面的细节)。

1.3.1 浅层主机和线路环回

图5说明配置为主机和/或线路回送时的数据路径。 在线路侧PKR接收器上接收到的PAM-4数据 被环回到线路侧PKR发送器,并且在主机侧PKR接收器上接收到的PAM-4数据被循环回到主机侧 PKR发送器。

可以启用浅主机环回而不中断从主机RX到线路TX的正常流量。 同样,可以在不中断从线路 接收到主机发送的正常通信的情况下启用浅线环回。

图5 浅回环

PCS FEC引擎

GPIO

微控制器

DIG TOP

MDIO

PCS FEC引擎

EGRESS_DP

1.4 深度主机环回

图6说明配置用于Deep Host环回时的数据路径。 在主机侧PKR接收器上接收到的PAM-4数据 通过出口PCS / FEC核心传输,并回送到PCS / FEC核心的入口PCS / FEC核心输出以及主机 PKR发射机。

可以启用Deep Host环回,而不会中断从主机RX到线路TX的正常流量。

图6 深度主机环回

RXD DSP

TXA

TXD TXD

DSP FIFO

M

U X

8x80

RXA

8x80

CFG

REG

RXout

FIFO

CFG

REG

9to1 MUX

M

U X

PLL

SCAN

EDT

SCAN

EDT

PLL

DIG TOP

uC IRAM

LX6内核 DRAM

PIF TAP

ARB

JTAG

TAP

SCAN EDT

注册访问总线

RXA

TXA

RXD RXout

DSP FIFO

M

U X

M TX

U TXD

X FIFO DSP

CFG

REG

CFG

REG

9to1 MUX

PLL

SCAN

美东时

SCAN

EDT

PLL

E

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