基于Aurora协议的光传输方案验证

AuroraAurora纤传输相结合的传输方法弥补了传统光传输方案可扩展性差的特点.通过设计测试程序对该方法的可行性予以验证,并通过试验对协议中所调用高速串口硬核的参数进展合理设置,验证结果说明该方法在传输带宽、线路误码率以及通道传输时延等方面能够到达预先设计指标,为后续工程中的应用奠定了根底.%Inthebackgroundofthebroadbanddigitalreceiverdesign,amethodcombinedopticaltransmissionandAuroraprotocolisintroduced,whichmakesupfortheexpandabledeficiencyoftraditionalopticaltransmissionmethod.Thenaprogramtotestthedesignisdesigned,andlocatestheparameterofGTPproperlyintheexperiment.Theresultofthetestshowsthebandwidthoftransmission,errorcoderatioofeachlaneandthelatencyofchannelofthemethodcouldreachthepresetindex,whichprovidesthefoundationofrealizationinengineering.《科学技术与工程》【年(卷),期】2023(012)0304(P8038-8041)【关键词】Aurora胡谨贤;张英波;黎仁刚【作者单位】212023723225001723225001723225001【正文语种】中文TN241传统的数据传输方式已经很难满足不断扩大的数据规模对传输性能的要求。目前，点到点的光纤通信在高速数据采集、远程实时把握等领域有着重要的意义和宽阔的应用前景［1］。FPGA有效地支持上层协议，同时间纤路(Lane)数不能扩展，使得单通道(Channel)的传输带宽受限。Aurora协议是Xilinx公司开发的一个免费、开放、可扩展、低本钱、高带宽的高速串行链路层协议［2］。它可以支持多路的光纤传输，灵敏的扩展光Virtex－5FPGAAurora性与有效性的同时完成对通道传输时延的测定。验证方案设计该验证方案硬件系统主要分为两局部:FPGASFP(SmallForm－factorPluggable)光模块。其中，FPGAXilinxVirtex－5XC5VSX95TSFPFPGARocketIOGTP通用数据法输平台，GeneralDataTransferPlatformTXRX端口，同时例化Aurora协议进展通道绑定，形成一个由两路光纤组成的数据自回环式的传输通道。1由于该传输方案马上应用于某宽带数字接收机，所以对数据传输时延有着特别的要求。为了使得数据传输验证与时延测定同步，数据发生模块承受一个200MHz时钟32位的计数器，连续不断地送出计数值。FPGA该模块接收到数据时，使能内部参考计数器，并将产生的参考数据与接收数据进行LED上，借此FIFO来解决两个异步时钟域之间的数据传输的问题。1方案设计框图Aurora协议AuroraXilinxIPRocketIORocketIO的绑定。Aurora数据单元(ProtocolDataUnit，PDU)的构造，同时协议内部还定义了信道初始化满足不同应用的要求，Aurora(Streaming)和帧(Frame)式两种数2示。GTPDUALX0Y6GTP3.125Gbps的传输速度，协议参考时钟通过ICS8442156.25MHz2字节，并承受8B/10B作为传输编码方式保证传输线路的直流平衡(DCBalance)。限于篇幅，协FIFO［2，3］。2Aurora3光传输模块SFP光模块是一代的光收发器，具有小型化、可热插拔和自动诊断功能［4］。3.75GbpsLCSFP光模块完成光信号LOS端口与一LEDSFPPCBFPGAEMI(电磁干扰)，该模块内部为接收和发送GTPGTP(SETRXDCCOUPLE=TRUEPCB布线SFP0“N”端与“P”端反接，GTP”(SETTXPOLARITY0=1)，同样，于此接口对应的接收端极性也必需做出调整。SFP3所示。方案性能验证IBERTChipscope统计相关的参数变化可以对线路环境完成测试，不同的预加重与均衡设置可以将误码率把握在系统能承受的范围之内，在此根底上3SFP光模块原理图通道环境测试这个过程中预加重与均衡的设置是保证通信环境的关键。为了对抗传输路径对高频重量的过分衰减，预加重与均衡都是通过对信号的畸变改善接收信号的质量［6］，只有适宜的预加重与均衡比例相协作才能到达改善通信质量的目的，否则反而会恶化通信质量。3%的预加重(TX_Pre－Emphasis=000)，均衡旁路的状况下分别测试两路IBERTGTP31位的伪随机序列，觉察lane01.41E－8lane13.92E－103%预加重的根底上，使能均衡设置，通过比RXWB/HPRatio=00、RXWB/HPPoleLoc=1001，通过均衡，传输信号的高频重量相对被增加，低频重量相对被IBERTlane0lane13.125Gb/s的要求，lane05.147×10－12，lane15.146×10－12，到达了设计对线路数据传输速率及误码率的要求，IBERT4所示。AuroraGTP4IBERT核测试界面数据传输及通道延时测定Chipscope5所示。5数据传输测试结果ChipscopeERR_COUNTCNT稳定地保持在38Aurora6.4ns，所以243.4ns，可以到达实际应用中对时延要求。结论本文对应用于某宽带数字接收机中的数据传输方案进展验证，将传统光纤传输与Aurora6.25Gbps10－12250ns应用中通过试验测得。参考文献【相关文献】PCI－ExpressAurora机应用，2023;31(1):64—68Virtex－5FPGAAurorav5.2UserGuide1UG353(v5.2).USA，XilinxCorp，June27，20233Aurora_8b10b_protocol_spec_sp002.SP002(v2.2).USA，XilinxCorp，April19，2023