背板以太网43-100GBASE-KR2(五)

100GBASE-KR2 (C137)

PMA（二）

C2C XLAUI/CAUI-10（C83A）

概述

本附录定义了可选的40 Gb/s连接单元接口（XLAUI）和100 Gb/s 10通道连接单元接口的功能和电气特性。下图显示了40 Gb/s的XLGMII、PMA、XLAUI和PMD与100 Gb/s的CGMII、PMA、CAUI-10和PMD之间的关系。

XLAUI/CAUI-10发射机和接收机，而附件83B规定了芯片到模块互连的电气要求。

XLAUI/CAUI-10允许在包括一个连接器的印刷电路板上实现约25厘米的互连距离。CAUI-10的示例应用包括在10通道100Gb/s PMA和10:4 PMA映射元素之间提供物理连接。XLAUI的一个示例应用是为分布在电路板上的40Gb/s以太网系统中的MAC和PHY组件提供通道扩展。

可选的XLAUI/CAUI-10接口具有以下特点：

a）独立的发送和接收数据路径

b）低电压摆动差分交流耦合信号

c）自定时接口

d）与其他40 Gb/s或100 Gb/s接口共享技术

e）使用64B/66B编码

以下是XLAUI和CAUI-10的主要概念列表：

a） 可选的XLAUI/CAUI-10接口可以插入IEEE 802.3以太网模型中的PMA层之间，以透明地实现芯片间通信

b）XLAUI分为4条通道，CAUI-10分为10条通道

c）XLAUI/CAUI-10接口是一个并行电气接口，每个通道以10.3125 Gb/s的标称速率运行

XLAUI接口支持40Gb/s数据速率，CAUI-10接口支持100Gb/s数据速率。对于40 Gb/s的应用，数据流应以4个通道呈现。对于100 Gb/s的应用，数据流应以10个通道呈现。数据是64B/66B编码。40 Gb/s和100 Gb/s应用中每个通道的标称信号速率应为10.3125 Gb/s。

链路框图

电气特性

发送方向

接收方向

C2M XLAUI/CAUI-10（C83B）

概述

本附录定义了可选芯片到模块40 Gb/s连接单元接口（XLAUI）和100 Gb/s 10通道连接单元接口的功能和电气特性。本附件的目的是为使用XLAUI/CAUI-10接口的可插拔模块应用提供电气特性和相关合规点，并应使用附件83A中定义的相同数量的通道和信号速率。图83B-3和表83B-1总结了与芯片到模块应用相关的示例差分插入损耗预算。

一致性规范

芯片到模块的XLAUI/CAUI-10接口指定了模块连接器周围的一致性点，如图83B-5（HCB）和图83B-7(MCB)所示。定义一致性点以确保主机和模块之间的互操作性。模块兼容板（MCB）用于隔离模块的特性(将被测试的模块的电信号通过MCB引出)，主机兼容板（HCB）用于隔离主机的特性(将被测试的主机的电信号通过HCB引出)。图83B-5和图83B-7包括在5.15625 GHz下与HCB和MCB相关的损耗。

HCB PCB的参考差分插入损耗如图83B-4所示。实际HCB的插入损耗和参考插入损耗之间的差异的影响将在测量中加以考虑。

主机侧进行一致性测试需要通过一块HCB PCB测试工具将待测信号（TP1a和TP4a）引出到测试仪。Host为DUT。

MCB PCB的参考差分插入损耗如图83B-6所示。实际MCB的插入损耗和参考插入损耗之间的差异的影响将在测量中加以考虑。

模块侧进行一致性测试需要通过一块MCB PCB测试工具将待测信号（TP1和TP4）引出到测试仪。Module为DUT。

电气特性

C2C CAUI-4（C83D）

概述

本附录定义了可选芯片间100 Gb/s 4通道连接单元接口（CAUI-4）的功能和电气特性。下图显示了100 Gb/s的CGMII、PMA、CAUI-4和PMD之间的关系。芯片到芯片接口提供了电气特性和相关的一致性点，在设计长度约为25厘米的电气互连系统时，可以选择使用这些特性和一致性点。

CAUI-4双向链路根据CAUI-4发射机、CAUI-4信道和CAUI-4接收机进行描述。图83D-2描述了典型的CAUI-4应用，图83D-3总结了与芯片到芯片应用相关的推荐差分插入损耗预算。CAUI-4芯片到芯片接口在每个方向上包括独立的数据路径。每个数据路径包含4个交流耦合的差分通道。每条通道的标称信号速率为25.78125 GBd。基于信道特性，将链路两端的CAUI-4发射机参数调整到适当的值。发射机均衡反馈机制equalization feedback mechanism可用于识别适当参数的设置值。自适应或可调的接收器执行接收均衡。

一致性测试点

CAUI-4芯片到芯片接口的电气特性分别在发射机（TP0a）和接收机（TP5a）的一致性点处定义。TP0a的位置和用于测量发送器特性的测试夹具的电气特性。TP5a的位置和用于测量接收器的测试夹具的电气特性。

电气特性

发送器特性

如果在TP0a下测量，CAUI-4芯片到芯片发射器应符合表83D-1中规定的规格。虽然CAUI-4芯片到芯片发射机要求与第93条中的要求相似，但它们的不同之处在于，它们不假设发射机训练或反向信道通信路径。此外，发送输出波形不是通过C93.7.12中描述的PMD控制功能(背板以太网的FFE自动训练机制)来操纵的，而是可以通过83D.3.3.2中所述的反馈机制来操纵的。具有33GHz 3dB带宽的四阶贝塞尔-汤姆逊低通响应的测试系统用于所有发射机信号测量。

均衡设置

CAUI-4芯片到芯片发射机包括可编程均衡以补偿信道的频率相关损耗，并方便接收机的数据恢复。发射均衡器的功能模型是下图所示的三抽头横向滤波器。发射机输出均衡的特征是使用的线性拟合方法linear fit method(根据捕获的波形计算线性拟合脉冲响应p（k）,将r（k）定义为预设的FFE系数时的线性拟合脉冲响应)，其中通过管理操纵CAUI-4发射输出的状态。

变量Local_eq_cm1通过改变比率c（-1）/（|c（-1|+|c（0）|+|c（1）|）来控制pre-cursor tap c（-1）的权重。Local_eq_cm1的有效值和相应的比率如下所示。变量Local_eq_c1改变比率c（1）/（|c（-1）|+|c（0）|+|c（1）|）。Local_eq_cm1和Local_eq_c1值中的每个连续步骤都会导致发射机均衡的单调变化。

变量Local_eq_c1通过改变比率c（1）/（|c（-1|+|c（0）|+|c（1）|）来控制post-cursor tap c（1）的权重。Local_eq_c1的有效值和相应的比率如下所示。变量Local_eq_c1改变比率c（1）/（|c（-1）|+|c（0）|+|c（1）|）。Local_eq_c1的有效值和相应的比率下表所示。

Local_eq_cm1和Local_eq_c1值中的每个连续步骤都会导致发射机均衡的单调变化。Local_eq_cm1和Local_eq_c1彼此独立，并且独立于每个通道。

接收器特性

发送器均衡反馈

发射机均衡反馈是CAUI-4 C2C接收机的可选功能。如果实施，则应按照本款所述进行操作。为每个通道（0到3）和方向（发射和接收）独立生成发射机均衡反馈。控制发射机均衡反馈的变量对于每个通道和方向都是特定的。

CAUI-4 C2C接收机可以通过将request_flag变量设置为1来生成将远程发射机的发射均衡系数更改为新值的请求。变量Requested_eq_cm1和Requested_eq_c1分别表示远程发射机中Local_eq_cm1和Local_eq_c1的请求值。所请求的设置可以以特定实现的方式从远程CAUI-4 C2C发射机的均衡设置生成，该均衡设置存储在变量remote_eq_cm1和remote_eq_c1中，并从接收机内部的信息生成。

当CAUI-4 C2C接收器没有请求更改远程发射器的发送均衡设置时，它会将request_flag变量设置为0。不实现发射机均衡反馈的CAUI-4 C2C接收机总是将Requests_flag设置为0。

如果实现了C45 MDIO，则可以通过寄存器1.180至1.187（MMD=1PMA举例1.180 to 1.183为接收方向；1.184 to 1.187为发送方向；）访问每个通道和方向的变量Request_flag、Requested_eq_cm1、Requested_eq_c1、Remote_eq_cm1和Remote_eq_c1。

下图中分别以MMD = 11 PMA和MMD = 10 PMA举例。

在下行发送方向上调整通道0上的均衡设置

1） 从组件A中读取Local_eq_cm1（11.184.1:0）和Local_eq_c1（11.184.4:2）。

2）将从组件A读取的Local_eq_cm1和Local_eq_c1分别写入组件B中的Remote_eq_cm1（10.184.6:5）和Remote_eq_c1（10.184.9:7）。

3） 从组件B读取Request_flag（10.184.15）、Requested_eq_cm1（10.184.11:10）和Requested_iq_c1（10.184.14:12）。

4） 如果Request_flag为0，则转到上行接收方向上通道0上的均衡设置调谐。

5）如果Request_flag为1，则将从组件B读取的Requested_eq_cm1和Requested_iq_c1分别写入组件A中的Local_eq_cm1（11.184.1:0）和Local_eq_c1（11.184.4:2）。

6） 转到步骤1）。

在上行接收方向上调整通道0上的均衡设置

1） 从组件B中读取Local_eq_cm1（10.180.1:0）和Local_eq_c1（10.180.4:2）。

2）将从组件B读取的Local_eq_cm1和Local_eq_c1分别写入组件A中的Remote_eq_cm1（11.180.6:5）和Remote_eq-c1（11.180.9:7）。

3） 从组件A中读取Request_flag（11.180.15）、Requested_eq_cm1（11.180.11:10）和Requested_iq_c1（11.180.14:12）。

4） 如果Request_flag为0，则继续调整通道1。

5）如果Request_flag为1，则将从组件A读取的Requested_eq_cm1和Requested_iq_c1分别写入组件B中的Local_eq_cm1（10.180.1:0）和Local_eq_c1（10.180.4:2）。

6） 转到步骤1）。

C2M CAUI-4（C83E）

概述

本附录定义了可选芯片到模块100 Gb/s 4通道连接单元接口（CAUI-4）的功能和电气特性。下图显示了CAUI-4芯片模块接口与ISO/IEC开放系统互连（OSI）参考模型的关系。芯片到模块接口提供电气特性和相关一致性测试点，在设计具有可插拔模块接口的系统时可以选择使用这些特性和一致性测试点。

CAUI-4链路根据主机CAUI-4组件、具有相关插入损耗的CAUI-4信道和模块CAUI-4部件进行描述。图83E-2描绘了一个典型的CAUI-4应用实例，并总结了与芯片到模块应用程序相关的差分插入损耗预算，如图83E-3所示。CAUI-4芯片到模块接口在每个方向上都包括独立的数据路径。每个数据路径包含4个差分通道，它们在模块内进行交流耦合。每条通道的标称信号速率为25.78125 GBd。

测试点定义

CAUI-4芯片到模块接口的电气特性分别在主机和模块的一致性测试点处定义。参考测试夹具test fixtures，称为一致性板，用于访问电气规格参数。图83E-4描述了测量主机CAUI-4一致性时一致性点的位置。主机一致性板（HCB）的输出用于验证TP1a处的主机电气输出信号。同样，TP4a处的HCB输入用于验证主机输入一致性。

图83E-5描述了测量模块CAUI-4一致性时一致性测试点的位置。模块一致性板（MCB）的输出用于验证TP4处的模块电气输出信号。同样，TP1处MCB的输入用于验证模块输入一致性。

电气特性