作者：Ryan Xie，来源：骏龙科技社区
本文主要介绍针对 25G Ethernet Altera FPGA IP 在 Darby Creek 板卡上的 PMA 内部环回测试。
Altera 25G Ethernet IP 介绍
Altera 25 Gbps 以太网 (25GbE) IP 核实现了 25G 和 50G 以太网规范，即 25 千兆以太网联盟的 1.4 草案。此 IP 核包括一个选项，可支持 IEEE 802.3-2012 以太网标准条款 66 中定义的单向传输。25GbE IP 核的介质访问控制 (MAC) 客户端侧接口是一个 64 位 Avalon® Streaming 接口 (Avalon-ST)。它映射到一个 25.78125 Gbps 收发器。该 IP 核可选择包括 Reed-Solomon 前向纠错 (FEC)，以支持直接连接铜缆 (DAC)。
如下图 (图1) 所示，此 IP 核提供标准介质访问控制 (MAC) 和物理编码子层 (PCS) 和 PMA 功能。PHY 包含 PCS 和 PMA。所以，用户使用的时候只需要提供 ATX PLL 时钟源，即可实现完整的 25Gbps 以太网功能。
图1 25GbE MAC 和 PHY IP 时钟图
新建工程与参数配置
如下图 (图2) 所示，在 Quartus Prime 中新建工程，例化 25G Ethernet IP 核、ATX PLL 模块以及配置相关文件，整个工程结构如下：
图2 工程结构
25G IP 设置如下图 (图3) 所示，参考时钟频率需要选择板上实际的时钟：644.53125M。
图3 25G IP 设置
ATX PLL IP 设置如下图 (图4) 所示，参考时钟输入频率 644.53125M.PLL，输出频率为 12890.625M。
图4 ATX PLL IP 设置
配置寄存器为 PMA 环回，Serial PMA loopback 环回位置如下图 (图5) 所示：
图5 Serial PMA loopback 环回位置
通过配置寄存器来使能 Serial PMA loopback，即把寄存器 0x313 的 bit[0] 置 1。
图6 SLOOP 寄存器设置 stp
接下来按照 datasheet 里的配置寄存器的步骤执行步骤 2、3、4。0x343 通过 reconfig 总线来配置，而 0x542 需要通过 CSR 总线来配置。工程里通过“native_phy_reconfig.v”和“csr_reconfig.v”两个文件来完成寄存器的配置。
图7 Altera Stratix 10 H-Tile 收发器寄存器访问流程
完成上述步骤后，新建 STP 文件。把相关需要观测的信号，添加到 STP 里，STP 采样时钟使用 clk_rxmac，添加要观测的信号，如下图 (图8) 所示：
图8 stp 设置
分配完管脚后，全编译工程。随后给板子上电，连接仿真器，烧写 sof 文件，使用 stp 抓取信号。下图 (图9) 为 stp 抓取信号示意图：
图9 stp 抓取信号示意图
总结
本文通过配置 Altera 25G 以太网 IP 的 PMA 内部环回，实现了从新建工程、寄存器动态配置到硬件验证的完整流程。