CN105610607A - 基于prbs实现以太网自动参数调整的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其中包括接收端和发送端的PHY芯片均开启PRBS功能并保持两者PRBS的码型一致;发送端向接收端发送PRBS码流;读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图;分析生成的误码率数图并选取最优参数;将最优参数保存并写入寄存器。采用该种基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,可以实现以太网端口对于不同应用场景的参数调整,该功能可集成在应用层软件中,不需要借助其他的测试工具,使用PHY芯片内置的PRBS发送器和接收器即可完成所有端口的参数选取,而且操作简单,整个选参过程只需要一条指令或者按键即可完成,灵活方便,软件设计逻辑简单,方便移植,适用性强,具有更广泛的应用范围。

Description

基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法
技术领域
本发明涉及以太网技术领域,尤其涉及Gbit以上的高速DerDes链路传输系统领域,具体是指一种基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法。
背景技术
现代人的生活越来越离不开网络。因此对网络带宽和网速的要求也越来越高。特别是对于骨干网、核心网等数据中心的部署,以太网端口的速率已经逐步升级到万兆,甚至十万兆,而传统的并行接口的速度已经达到了一个瓶颈,取而代之的是速度更快的串行接口,于是原本用于光纤通信的SerDes技术成为了高速串行接口的主流。
以太网传输速率的提升减少了数据中心等骨干网网络部署的成本,使用户的家庭网络带宽进一步提高,满足了市场需求,但也面临着新的问题。越是高速传输的信号,越容易受趋肤效应或者其他信号的干扰,导致信号出现误码,衰减等问题。所以一般对于支持高速SerDes接口的以太端口,都需要对端口进行参数调整,以抵消链路上的干扰对信号的影响。一般的调参都是通过调tx方向的预加重,电压,驱动等参数,rx默认选择自动均衡。而传统的参数调整,是通过测试业务数据是否丢包或者观察示波器波形,然后手动修改寄存器来选取一个合适的参数。方法很耗时,而且结果并不可靠。在这种背景下,本案例提出了一种基于PRBS的以太网口自动调参方法。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种能够实现可以根据应用场景和组网的不同、灵活的更改和配置以太网口的参数、达到最优的传输效果、具有更广泛应用范围的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法。
为了实现上述目的,本发明的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法具有如下构成:
该基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其主要特点是,所述的方法包括以下步骤:
(1)接收端和发送端的PHY芯片均开启PRBS功能并保持两者PRBS的码型一致;
(2)发送端向接收端发送PRBS码流;
(3)读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图;
(4)分析生成的误码率数图并选取最优参数;
(5)将最优参数保存并写入寄存器。
较佳地,所述的读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图,具体为:
遍历发送端的预加重参数并在接收端读取PRBS的误码率生成误码率数图。
更佳地,所述的遍历发送端的预加重参数,包括以下步骤:
遍历在各个main值下发送端的pre和post参数。
较佳地,所述的误码率数图为二维的误码率数图。
更佳地,所述的选取最优参数具体为:
选择二维的误码率数图最中心的参数作为最优参数。
较佳地,所述的选取最优参数具体为:
选取系统预设的备选参数并针对各个备选参数进行验证测试确定其中最优的参数。
较佳地,所述的分析生成的误码率数图并选取最优参数,包括以下步骤:
(4-1)判断是否全是误码,如果是,则继续步骤(4-2),否则继续步骤(4-4);
(4-2)判定为调参失败,检查设备硬件和组网环境是否有故障,如果是,则继续步骤(4-3),否则继续步骤(2);
(4-3)判断故障是否已经排除,如果是,则继续步骤(2),否则继续步骤(4-3);
(4-4)选取最优参数,然后继续步骤(5)。
较佳地,所述的步骤(5)之后,还包括以下步骤:
(6)关闭发送端和接收端的PHY芯片的PRBS功能。
采用了该发明中的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,具有如下有益效果:
(1)可以实现以太网端口对于不同应用场景的参数调整,该功能可集成在应用层软件中,不需要借助其他的测试工具,使用PHY芯片内置的PRBS发送器和接收器即可完成所有端口的参数选取,而且操作简单,整个选参过程只需要一条指令或者按键即可完成,灵活方便,适用于大多数具备高速SerDes链路传输的系统;
(2)完全通过软件操作,关键参数可配置,方便,快捷,可靠,所有的操作步骤都集成在应用层软件中,包括PRBS开启和关闭,预加重参数遍历,参数解析,参数验证(可选),写入参数,输出测试结果;
(3)软件设计逻辑简单,方便移植,适用性强,根据不同的场景,遍历的模型可灵活配置,一般是先选定电压幅值,同时遍历pre-emphasis和post,生成二维的误码率数图;
(4)不需要手动调整参数,通过软件遍历所有的参数组合,生成一组二维的误码率数图,然后再解析这些数图,选择最优的参数并写入寄存器,其通过参数遍历生成的二维数图类似于示波器上显示的眼图,可以直观的看到所有参数节点的误码率分布,同时软件通过分析眼图,选取最中心的参数节点作为最优参数,输出类似于眼图的二维误码率数图,根据眼图的大小可以直观的了解当前链路的传输质量。
附图说明
图1为本发明的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法所应用系统的基本架构图。
图2为本发明的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法的流程图。
图3为本发明的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法遍历一组参数的参考实例图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明提出了一种基于PRBS(Pseudo-RandomBinarySequence,伪随机二进制序列)的以太网口自动调参方法,提供一种解决方案。可以通过软件遍历端口PHY(PhysicalLayer,物理层)的预加重参数,自动测试并选出当前链路的最佳传输参数。该方法不需要借助其他测试工具,可以根据应用场景和组网的不同,灵活的更改和配置以太网口的参数,达到最优的传输效果。
主要方法就是通过PHY自带的PRBS发送器和接收器,检测并记录各个参数节点下的误码率,选出最佳的参数值,可选输出误码率的分布图表。
该发明的前提是以太网口的PHY器件支持PRBS发送器和接受器,目前大多数PHY都支持PRBS功能,基本架构可参考图1。
为了实现上述目的,本发明的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法包括以下步骤:
(1)接收端和发送端的PHY芯片均开启PRBS功能并保持两者PRBS的码型一致;
(2)发送端向接收端发送PRBS码流;
(3)读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图;
(4)分析生成的误码率数图并选取最优参数;
(5)将最优参数保存并写入寄存器。
在一种较佳的实施方式中,所述的读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图,具体为:
遍历发送端的预加重参数并在接收端读取PRBS的误码率生成误码率数图。
在一种更佳的实施方式中,所述的遍历发送端的预加重参数,包括以下步骤:
遍历在各个main值下发送端的pre和post参数。
在一种较佳的实施方式中,所述的误码率数图为二维的误码率数图。
在一种更佳的实施方式中,所述的选取最优参数具体为:
选择二维的误码率数图最中心的参数作为最优参数。
在一种较佳的实施方式中,所述的选取最优参数具体为:
选取系统预设的备选参数并针对各个备选参数进行验证测试确定其中最优的参数。
在一种较佳的实施方式中,所述的分析生成的误码率数图并选取最优参数,包括以下步骤:
(4-1)判断是否全是误码,如果是,则继续步骤(4-2),否则继续步骤(4-4);
(4-2)判定为调参失败,检查设备硬件和组网环境是否有故障,如果是,则继续步骤(4-3),否则继续步骤(2);
(4-3)判断故障是否已经排除,如果是,则继续步骤(2),否则继续步骤(4-3);
(4-4)选取最优参数,然后继续步骤(5)。
在一种较佳的实施方式中,所述的步骤(5)之后,还包括以下步骤:
(6)关闭发送端和接收端的PHY芯片的PRBS功能。
如图2所示,具体实施步骤如下:
1、待测端口的PHY首先开启PRBS功能,并开始发送PRBS码流。
2、对端PHY开启PRBS功能,注意PRBS的码型必须与发送端一致,否则接收端只能识别到误码。
3、开始遍历待测端口的预加重参数(对于pre、post、main几种参数的遍历模型可配置),一般先固定main值,遍历pre和post参数,在接收端读取PRBS的误码率,生成一组二维的误码率数图,类似于示波器显示的眼图。每一个参数节点的测试时间长度可配置。
4、分析生成的二维数图,选取最优的参数,一般选择眼图最中心的参数作为最优参数,如图3所示。这一步也可以设计成先选取几个较优的参数,然后针对这几个参数进一步验证测试,最终确定最优的参数。
5、将最终确定的参数保存并写入寄存器,关闭两端的PRBS功能,整个调参过程结束。
采用了该发明中的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,具有如下有益效果:
(1)可以实现以太网端口对于不同应用场景的参数调整,该功能可集成在应用层软件中,不需要借助其他的测试工具,使用PHY芯片内置的PRBS发送器和接收器即可完成所有端口的参数选取,而且操作简单,整个选参过程只需要一条指令或者按键即可完成,灵活方便,适用于大多数具备高速SerDes链路传输的系统;
(2)完全通过软件操作,关键参数可配置,方便,快捷,可靠,所有的操作步骤都集成在应用层软件中,包括PRBS开启和关闭,预加重参数遍历,参数解析,参数验证(可选),写入参数,输出测试结果;
(3)软件设计逻辑简单,方便移植,适用性强,根据不同的场景,遍历的模型可灵活配置,一般是先选定电压幅值,同时遍历pre-emphasis和post,生成二维的误码率数图;
(4)不需要手动调整参数,通过软件遍历所有的参数组合,生成一组二维的误码率数图,然后再解析这些数图,选择最优的参数并写入寄存器,其通过参数遍历生成的二维数图类似于示波器上显示的眼图,可以直观的看到所有参数节点的误码率分布,同时软件通过分析眼图,选取最中心的参数节点作为最优参数,输出类似于眼图的二维误码率数图,根据眼图的大小可以直观的了解当前链路的传输质量。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:
(1)接收端和发送端的PHY芯片均开启PRBS功能并保持两者PRBS的码型一致;
(2)发送端向接收端发送PRBS码流;
(3)读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图;
(4)分析生成的误码率数图并选取最优参数;
(5)将最优参数保存并写入寄存器。
2.根据权利要求1所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的读取接收端的PRBS的误码率生成误码率数图,具体为:
遍历发送端的预加重参数并在接收端读取PRBS的误码率生成误码率数图。
3.根据权利要求2所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的遍历发送端的预加重参数,包括以下步骤:
遍历在各个电压幅值下发送端的pre-emphasis参数和post参数。
4.根据权利要求1所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的误码率数图为二维的误码率数图。
5.根据权利要求4所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的选取最优参数具体为:
选择二维的误码率数图最中心的参数作为最优参数。
6.根据权利要求1所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的选取最优参数具体为:
选取系统预设的备选参数并针对各个备选参数进行验证测试确定其中最优的参数。
7.根据权利要求1所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的分析生成的误码率数图并选取最优参数,包括以下步骤:
(4-1)判断是否全是误码,如果是,则继续步骤(4-2),否则继续步骤(4-4);
(4-2)判定为调参失败,检查设备硬件和组网环境是否有故障,如果是,则继续步骤(4-3),否则继续步骤(2);
(4-3)判断故障是否已经排除,如果是,则继续步骤(2),否则继续步骤(4-3);
(4-4)选取最优参数,然后继续步骤(5)。
8.根据权利要求1所述的基于PRBS实现以太网自动参数调整的方法,其特征在于,所述的步骤(5)之后,还包括以下步骤:
(6)关闭发送端和接收端的PHY芯片的PRBS功能。
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