CN108933600A - 一种SerDes链路参数自动调试方法 - Google Patents

Abstract

一种SerDes链路参数自动调试方法，针对链路时钟、信道特性选择相应的编解码模式、前向纠错方法及校验码，然后通过回溯方法确定适合该链路TX侧的预加重参数，经历上述码流学习过程后，再通过在链路RX侧的训练确定自适应配置参数。由于本方法对TX侧和RX侧的训练进行了严格的时序控制，避免因链路双向通信时产生的干扰而造成的链路参数配置偏差，能够有效保证所设置的链路参数的准确性。同时，由于TX侧根据RX侧链路FEC解码的报错情况，对链路当前所选择的预加重参数进行回溯训练，能够针对链路特性确定每一次训练所选择的参数配置，提高训练效率。本方法可适用于各种路由器背板，并针对高速率SerDes链路实现对各链路参数的自动调试。

Description

一种SerDes链路参数自动调试方法

技术领域

本发明涉及SerDes通信技术领域，尤其涉及一种针对高速SerDes的链路参数自动调试方法。

背景技术

伴随着宽带需求和业务规模的提升，业内对数据的高效传输提出了更高的要求，而在高速率通道下的数据传输中，保证数据的稳定是实现高效数据传输关键。

SerDes是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称(即，串并/并串转换器)。它是一种主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术。即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量，减少所需的传输信道和器件引脚数目，从而大大降低通信成本，在各种大型交换机、路由器设备中广泛应用。然而性能的提高是伴随着严格的精度控制，所以，如何在高速率下通过严格控制SerDes运行中因环境及器件产生的偏差，显得极为重要。

现有技术中，理想状态下，往往希望在发送端和接收端按照一定的算法进行训练，通过训练得到一套适合该系统的参数。但针对高速率SerDes，目前通常都需要采用手工调试的方法。在配置不同的参数模型后，在路由器背板的终点通过观察链路眼图效果及是否存在CRC报错，决定具体参数。由于背板布线链路数量大，且每一条链路均不相同，每一条链路的信号衰减、串扰情况均不尽相同。单纯依靠经验调试效率很低，且需要依赖昂贵的示波器，调试成本过高，同时效果不太理想。

因此，目前急需一种能够适用于各种路由器背板的、可针对高速率SerDes的自动调试方法，能够自动对各链路参数进行调试。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种针对高速SerDes的链路参数自动调试方法。

首先，为实现上述目的，提出一种SerDes链路参数自动调试方法，在连接好测试设备与待调试高速串并/并串转换器后，按照如下步骤对SerDes链路参数进行调试：

步骤1，基于链路时钟与信道特性确定编解码模式；确定前向纠错方法及校验码；

步骤2，确定预加重参数范围，并根据所述预加重参数范围对所述待调试高速并/并串转换器的发送侧(TX侧)进行训练，得到预加重配置参数；

步骤3，在确定所述预加重配置参数后，对所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧(RX侧)进行均衡参数训练，得到自适应配置参数。

进一步，上述SerDes链路参数自动调试方法中，步骤1中所采用的编解码模式为64B/66B编解码模式。所采用的前向纠错方法为RS-FEC前向纠错方法；所述校验码为CRC16校验码。

进一步，上述SerDes链路参数自动调试方法中，所述步骤2中，根据所述预加重参数范围对所述待调试高速并/并串转换器的发送侧进行训练，确定具体预加重配置参数的具体步骤如下：

第201步，设置预加重参数的选择范围，根据训练方向，从所述预加重参数的选择范围内选择一组预加重参数的组合，作为所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧配置参数；

第202步，在所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧，根据步骤1中确定的前向纠错方法还原校验；若还原校验过程中出现CRC报错，则记录本次所选择的预加重参数的组合不可用，并回溯至与本次训练方向相反或并行的训练方向，跳转至第201步，按照新的训练方向选择另一组预加重参数的组合重复第201步至第202步；若还原校验过程中未出现CRC报错，则跳转至第203步；

第203步，按照第201步至第202步的方法遍历设置预加重参数范围的全部预加重参数，记录还原效验无CRC报错的预加重参数的组合为可用；

第204步，按照第201步至第203步的方法，遍历所有SerDes链路,获取各SerDes链路中可用的预加重参数的组合，并查找一组所有SerDes链路均可用的预加重参数的组合，作为预加重配置参数。

同时，上述方法中对均衡参数的训练包括：

根据所述链路接收侧是否存在交流耦合电容确定是否配置高阻抗；

根据接收侧信号的收敛情况确定如何配置增益控制、Peaking控制，DFE模式；根据所述接收侧接收到的码流是否处于采样中心、是否平滑收敛确定是否关闭DAC功能算法，并进行手动配置采样补偿。

更进一步，上述第201步每次选择一组预加重配置参数的组合配置发送侧后，在第202步在所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧进行自适应均衡训练之前，还包括延时200至300微秒的步骤。

针对存在通信关系的两条SerDes链路，在确定预加重配置参数和自适应配置参数的过程中，还包括时序控制，具体方法包括如下步骤：

步骤a，向存在通信关系的SerDes链路发送本链路发送侧开始预加重配置的通知；

步骤b，按照第201步至第204步的顺序得到本链路的发送侧预加重配置参数后，延时200至300微秒，向存在通信关系的SerDes链路的接收侧发送本链路接收侧开始自适应参数配置的通知；及

步骤c，按照步骤3所述方法得到自适应配置参数。

在上述SerDes链路参数自动调试方法中，若在遍历全部选择范围内的预加重参数后，某条所述SerDes链路在经过均衡参数训练后，还原校验过程依然出现CRC报错，则标记该SerDes链路不可用。

有益效果

本发明，按照严格控制的时序，首先对TX侧进行预加重参数的训练，然后再对RX侧进行均衡参数训练调整。由于时序控制严格，且引入延时以适应芯片的处理能力，本方法能够避免因链路双向通信所产生的干扰，从而避免链路参数配置过程中出现偏差。从而进一步保证所设置的链路参数的准确性。

进一步，本方法在对TX侧进行预加重参数训练时，由于增加了对于训练方向的考量，在接收侧链路FEC解码效验报错的情况下，对链路当前所选择的预加重参数进行回溯训练，能够针对链路特性确定每一次训练所选择的参数配置，提高训练效率。

本方法可适用于各种路由器背板，并针对高速率SerDes链路实现对各链路参数的自动调试。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的SerDes链路参数自动调试流程图；

图2为根据本发明的发送侧训练方向回溯示意图；

图3为根据本发明的时序控制过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的SerDes链路参数调试流程图。

在连接好测试设备与待调试高速串并/并串转换器后，按照如下步骤对SerDes链路参数进行调试：

步骤1，基于链路时钟与信道特性确定编解码模式；确定前向纠错方法及校验码；

步骤2，确定预加重参数范围，并根据所述预加重参数范围对所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧(TX侧)进行训练，得到预加重配置参数；

步骤3，在确定所述预加重配置参数后，对所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧(RX侧)进行均衡参数训练，得到自适应配置参数。

在步骤1中，基于时钟和信道的考虑，为保证数据传输中数据流不被修改和干扰，编解码模式选择64B/66B编解码模式。相比于8B/10B编解码模式，64B/66B编解码可以保证数据的长度完整性和数据编码的高效性，能够满足大型交换机、路由器设备在高速传输数据下的带宽要求，减少数据传输过程的丢失。

前向纠错方法选择RS-FEC前向纠错方法。校验码选择为CRC16校验码。选用RS-FEC前向纠错方法，配合CRC16校验标记可增强数据的适应和容错程度。本实施例中，RS码的每帧数据长度为528bit，信息位为514bit，采用这种纠错方法可以保证一帧数据传输中连续10bit及最多70bit的突发纠错能力。

在TX侧发送的数据中，每一帧数据都根据帧数据流内容按照上述规则打上CRC校验标记。通过高速链路串行传输中的RS-FEC前向纠错方法来纠正传输过程中可能的数据修改，并在RX接收侧将该帧数据根据CRC16的效验，检验该帧数据是否完整。如果该帧长度的数据通过RS码的纠错依然无法保证完整和无误，则CRC校验机制则会将该帧数据丢弃。

在步骤2中，参照图2的训练、回溯方向示意图，根据所述预加重参数范围对所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧进行训练，确定具体预加重配置参数的具体步骤如下：

第201步，设置预加重参数的选择范围，根据训练方向，从所述预加重参数的选择范围内选择一组预加重参数的组合，作为所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧配置参数，发送报文；

第202步，在所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧，根据步骤1中确定的前向纠错方法还原校验所述报文；若原校验过程中出现CRC报错，则记录本次所选择的预加重参数的组合不可用，并回溯至与本次所选择的预加重参数组合相反或并行的训练方向，跳转至第201步；否则，若还原校验过程中未出现CRC报错，则跳转至第203步；

第203步，按照第201步至第202步的方法遍历全部设置选择范围内的预加重参数，记录还原效验无CRC报错的预加重参数的组合为可用；

第204步，第201步至第203步的方法，遍历所有SerDes链路,获取各SerDes链路中可用的预加重参数的组合，并查找一组所有SerDes链路均可用的预加重参数的组合，作为预加重配置参数。

在实际的SerDes调试中，由于走线等原因引起的非规律性的变化，以RX侧进行FEC校验纠错计算时是否产生CRC报错为检测链路好坏的准则：如果SerDes状况不跟随本体算法的规律变化，而是向变坏的方向发展，则会产生ERR标记。此时，该组合参数配置不符合要求，并记录该次参数的配置不予使用，同时向相反或者相并行的方向选择另一组组合的预加重参数进行调整。这个调整过程就是一个回溯的过程。经过回溯算法的选择，并经过遍历，在遍历所有的链路后，寻找出一组适合所有链路的TX侧最优的SerDes预加重参数作为最终配置参数。

在步骤3中，本实施例对RX接收侧均衡参数的训练包括：

根据Serdes链路在RX接收侧的交流耦合电容配置、DFE训练模式的匹配、不同通道的插损以及高速率传输的电压功耗要求，以RX接收侧实际的信号是否完整和收敛为依据，选出一组均衡的自适应配置参数；

耦合电容会造成RX侧电压波动，对接收信号产生干扰，易产生时钟的不稳定；各背板的链路走线不同会产生不同的链路通道的插损；发送端高强度或低强度的信号会造成接收侧增益的训练失效。

因此，如果背板设计中存在耦合电容，接收侧可设置耦合电容终止于一个高阻抗点来消除电容的影响，否则不做配置；

如果背板走线过短，链路本身的大强度的均衡反而会给各项自适应算法的同时收敛产生负面影响，可以关闭链路本身的DAC自适应算法，采取手动配置均衡参数来保证信号的收敛和平滑；

如果信号的采样本身不完整、不平滑，可以采取关闭增益控制，Peaking控制，通过手动设置增益参数和peaking值来调节合适的均衡参数；

如果接收侧出现间断性的CRC效验报错，可以采取调整DFE训练模式，通过阶数参数的配置和训练来调整改善；

如果高速率的信号传输对电源功耗有要求，可以采取关闭RX接收侧电源管理功能，

图3为Lane_A和Lane_B两条存在通信关系的两条SerDes链路，其确定预加重配置参数和自适应配置参数的过程中，还包括如图所示的时序控制步骤：

步骤a，Lane_A向存在通信关系的Lane_B链路报告本链路发送侧开始预加重配置的通知，同时，Lane_B也向Lane_A报告该操作；

步骤b，Lane_A和Lane_B链路发送侧均按照第201步至第204步的顺序，本链路的发送侧预加重配置参数，完成预加重配置后，在两条链路的RX侧进行自适应均衡训练、还原校验之前，分别延时200至300微秒，向对方(存在通信关系的SerDes链路的接收侧)发送本链路接收侧开始自适应参数配置的通知；

步骤c，开始各自进行对链路的均衡，按照步骤3所述方法得到自适应配置参数。最终以各自的RX侧经过FEC纠错后是否产生CRC报错标记为判断标准，对TX侧的预加重进行选取统计。

这种时序控制方式，可以保证TX侧在生效在先，并稍微延时，再配置RX侧参数。在路由器高速背板中，保证数以千计的Serdes链路,依次实现TX预加重参数和RX自适应参数的约束配置，可增强背板整体的稳定效果。

本发明技术方案的优点主要体现在：从Serdes链路发送的高速率的数据帧开始，通过链路上的编码和纠错来应对链路的突发错误，及时处理突发错误并对错误数据进行纠正，增强数据帧的传输效率。在利用RX侧Serdes的自适应调节功能，实现了接收数据码流的随机充分收敛，收敛后的码流是没有bit乱序或修改的完整的发送报文，达到链路传输中报文无错误ERR，无信号干扰或丢失的目的，以实现高效稳定帧数据接收。进一步的，本方法还通过在接收侧的CRC校验，保证了数据的准确性和完整性，避免了在对数据处理和check时因误判引起的帧丢失。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，在连接好测试设备与待调试高速串并/并串转换器后，按照如下步骤对SerDes链路参数进行调试：

步骤1，基于链路时钟与信道特性确定编解码模式；确定前向纠错方法及校验码；

步骤2，确定预加重参数范围，并根据所述预加重参数范围对所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧进行训练，得到预加重配置参数；

步骤3，在确定所述预加重配置参数后，对所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧进行均衡参数训练，得到自适应配置参数。

2.根据权利要求1所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，步骤1中所述编解码模式为64B/66B编解码模式。

3.根据权利要求1所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，步骤1中所述前向纠错方法为RS-FEC前向纠错方法；所述校验码为CRC16校验码。

4.根据权利要求3所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，步骤2中得到预加重配置参数的具体方法如下：

第201步，设置预加重参数的选择范围，根据训练方向，从所述预加重参数的选择范围内选择一组预加重参数的组合，作为所述待调试高速串并/并串转换器的发送侧配置参数；

第202步，在所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧，根据步骤1中确定的前向纠错方法还原校验；若还原校验过程中出现CRC报错，则记录本次所选择的预加重参数的组合不可用，并回溯至与本次训练方向相反或并行的训练方向，跳转至第201步，按照新的训练方向选择另一组预加重参数的组合重复第201步至第202步；若还原校验过程中未出现CRC报错，则跳转至第203步；

第203步，按照第201步至第202步的方法遍历设置预加重参数范围的全部预加重参数，记录还原效验无CRC报错的预加重参数的组合为可用；

第204步，按照第201步至第203步的方法，遍历所有SerDes链路,获取各SerDes链路中可用的预加重参数的组合，并查找一组所有SerDes链路均可用的预加重参数的组合，作为预加重配置参数。

5.据权利要求4所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，第201步每次选择一组预加重配置参数的组合配置发送侧后，在第202步在所述待调试高速串并/并串转换器的接收侧进行还原校验之前，延时200至300微秒。

6.根据权利要求5所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，对于存在通信关系的两条SerDes链路在确定预加重配置参数和自适应配置参数的过程中，还包括时序控制，具体方法包括如下步骤：

步骤a，向存在通信关系的SerDes链路发送本链路发送侧开始预加重配置的通知；

步骤b，按照第201步至第204步的顺序得到本链路的发送侧预加重配置参数后，延时200至300微秒，向存在通信关系的SerDes链路的接收侧发送本链路接收侧开始自适应参数配置的通知；及

步骤c，按照步骤3所述方法得到自适应配置参数。

7.根据权利要求6所述的SerDes链路参数自动调试方法，其特征在于，若遍历全部预加重参数后，某条所述SerDes链路的接收侧仍报错，且所述接收侧经过均衡参数训练后，还原校验过程依然出现CRC报错，则标记该SerDes链路不可用。