10G/25G以太网IP自协商调试方案

*此调试过程亦适用于10G, 25G, 40G, 50G, 100G以太网IP核，每个IP可能会有些细节上的不同，但整个自协商和LinkTraining过程是类似的，可以作为参考。
*如果是40G/50G, 100G以太网，选的是多通道的IP，务必保证两端的通道0是正确对接上的，因为在做自协商的时候，以太网只使用通道0，其它通道需在自协商完成后再加入工作。

一．产生一个例子工程仿真

打开你的Vivado工具，选择你所需要的器件类型，在IPCatalog里产生一个10G/25GEthernet Subsystem IP core，勾上BASE-KR和IncludeAN/LT Logic以涵盖IP自协商功能

（这里为方便起见，选择了Controland Status Vectors接口，这样IP的配置可以通过在代码中直接用逻辑赋值IP的input输入来完成；如果你需要选用AXI接口进行寄存器配置，请参考例子工程的各项配置，自己相应地写好对应寄存器值）

右键IP的.xci，Open IPExample Design

 

 

例子工程产生出来之后，我们需要做一些简单的修改，因为原始的例子工程仿真里面，没有做自协商的演示。

1. 修改顶层代码“xxv_ethernet_0_exdes.v”，使能自协商功能，并且将AN的seed信号引到输入port上，方便之后修改，如下图

 

 

2. 修改tb文件，原来tb只调用了一个IP自己做环回，我们需要再复制一个，改成两个IP互联，将两者的串行数据txp/txn和rxp/rxn对接起来；新加的IP，输入可以跟原来那个共享保持不变，输出可以悬空；最后将之前拉出来的AN的seed值任意设置为两个不同的值即可（这是IEEE协议的要求，PG210中有相关描述）

 

 

3. 在开始仿真前，请取消“UsePrecompiled IP simulation libraries”的勾，并加上“-dSIM_SPEED_UP”的vlog选项，以加速完成你的仿真，便于查看仿真结果。

然后，点击RunBehavior Simulation

 

 

二．自协商与LinkTraining的调试过程

*以下整个调试过程同时适用于仿真与上板，上板时可以用ILA抓出相同的信号来进行调试

 

 

a. 随着tx_disable拉高一个脉冲，标志着以太网的自协商状态机正式开始运行；上电，复位IP或两端任一端复位AN，都会导致这一行为的发生。

b. 自协商的工作完全由IP自动完成的，所以只要配置没问题，你只需要耐心等待就可以看到自协商的完成，以an_good_check为标志，并且进入下一步linktraining

c. 在LT的过程中，首先你要等到IP能够锁定LT帧，即frame_lock拉高，然后你就可以进行你自己的LT算法了，与AN不同LT是由客户手动完成的。

不过由于Xilinx的Serial Transceiver能够提供非常好的信号质量，因此我们建议用户如果两端用的都是Xilinx的器件，可以直接跳过此步骤，将输入信号rx_trained拉高。

d. 无论你是做完了自己的LT测试，还是直接跳过了此步骤，当两端都拉高了自己的rx_trained之后，就可以等待LT的完成标志signal_detect拉高

e. 最后autoneg_complete拉高代表了整个自协商和LinkTraining的流程都成功完成了，此时IP恢复到与BASE-R模式完全相同的工作模式

f. 等待block_lock,stat_rx_status等信号拉高，以太网IP最终完成了linkup

*具体AN/LT的步骤（包括状态机）可以同时参考IEEE协议的定义

*以上这些IP标志信号的命名，与以太网协议定义的AN/LT状态机中状态信号命名基本保持一致，方便客户在协议中找到对应的涵义

三．调试建议

当你在实际应用中，无法完成自协商时，可以分步来做调试；首先关闭两端的AN/LT，以太网是否能完成link up，并且传输数据无误码；然后分别打开AN关闭LT，或者打开LT关闭AN，是否都能linkup，哪个失败就具体调试哪个部分；最后全部使能，检查link结果。

编辑：hfy