FPGA实现光纤通信(2)——光纤眼图测试
前言
光纤在实际应用中，不可避免地存在码间串扰(无论是外界影响还是内部影响)，而完全消除码间串扰是十分困难的，并且码间串扰对误码率的影响目前尚未找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验中，通常通过观察接收信号波形的方式来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。眼图是一系列数字信号在示波器上积累而显示的图形，包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特性，从而估计系统优劣程度。眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。本次测试说明如下。
测试环境：vivado版本：2020.02
FPGA芯片：XC7K70T
测试说明：进行光纤眼图数据回环测试
vivado操作说明
xilinx的FPGA内部对于高速串行接口支持的GT一共分为四种：GTP、GTX、GTH和GTZ，在7系列中，按支持的最高线速率排序，GTP是最低的，GTZ是最高的，GTP被用于A7系列，GTZ被用于少数V7系列，V7系列大量运用GTH，K7常用的是GTX。GTP所带载的最大带宽为6.6Gb/s，GTX所带载的最大带宽为12.5Gb/s，GTH所带载的最大带宽为13.1Gb/s。本次使用的FPGA为K7系列，内部为GTX接口。GTX收发器支持不同的串行传输接口或协议，比如PCIE1.1/2.0接口、万兆网XUAI接口、OC-48、串行RapidIO接口、STAT(Serial ATA)接口、数字分量串行接口(SDI)等等。每四组TX，RX组成一个Quad，每个Quad有两个共享锁相环(PLL0和PLL1)。Quad通道中的任何一个通道都可以使用任何一个锁相环。IBERT设计中启用的每隔GTX收发器都有一个模式发生器和模式检查器，模式发生器通过发送器向外发送数据，模式检查器通过接收器接收数据，并根据内部生成的模式对数据进行检查。
本次板子的IP核配置如下(本次测试2.5G通信速率，参考查差分时钟通信速率为：156.25MHz)：
测试结果
完成IP核配置，之后右击源码顶层文件，右击->Open IP Exmple Design...，导出IP核对应的工程源码，并且会自动生成XDC约束文件，可以直接进行眼图测试，测试结果如下图所示。
从上图可以看到，本次通信速率为2.5Gbps，数据传输出现错误为0。