IDT Tsi578 User Manual

IDT Tsi578

Titl

Serial RapidIO Switch

User Manual

June 6, 2016

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GENERAL DISCLAIMER

About this Document. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Document Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1. Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.2 Serial RapidIO Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.2.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.2.2 Transaction Flow Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.2.3 Maintenance Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.2.4 Control Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3 Multicast Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3.1 Multicast Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.4 Serial RapidIO Electrical Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.5 Internal Switching Fabric (ISF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.6 Internal Register Bus (AHB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.7 I

1.8 JTAG Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

C Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2. Serial RapidIO Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.1.2 Transaction Flow Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.1.3 Maintenance Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.1.4 Control Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.2 Transaction Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3 Lookup Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3.1 Filling the Lookup Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.3.2 LUT Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.3 Flat Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.4 Hierarchical Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.3.5 Mixed Mode of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.6 Lookup Table Parity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.7 Lookup Table Error Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.3.8 Lookup Table Entry States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.4 Maintenance Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.5 Multicast Event Control Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5.1 MCS Reception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5.2 Generating an MCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.5.3 Restrictions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.6 Reset Control Symbol Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

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Contents4

2.7 Data Integrity Checking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.7.1 Packet Data Integrity Checking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.7.2 Control Symbol Data Integrity Checking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.8 Error Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.8.1 Software Assisted Error Recovery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.9 Hot Insertion and Hot Extraction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.9.1 Hot Insertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.9.2 Hot Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

2.9.3 Hot Extraction System Notification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.10 Loss of Lane Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.10.1 Dead Link Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.10.2 Lane Sync Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3. Serial RapidIO Electrical Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65

3.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.2 Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.2.1 Port Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.3 Port Aggregation: 1x and 4x Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.3.1 1x + 1x Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.3.2 4x Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.4 Clocking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.4.1 Changing the Clock Speed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

3.4.2 Changing the Clock Speed Through I

3.5 Port Power Down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.5.1 Default Configurations on Power Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.5.2 Special Conditions for Port 0 Power Down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.5.3 Power-Down Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.5.4 Configuration and Operation Through Power-down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.6 Port Lanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

3.6.1 Lane Synchronization and Alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.6.2 Lane Swapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.7 Programmable Transmit and Receive Equalization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.7.1 Transmit Drive Level and Equalization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.7.2 Receive Equalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.8 Port Loopback Testing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.8.1 Digital Equipment Loopback. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.8.2 Logical Line Loopback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.9 Bit Error Rate Testing (BERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.9.1 BERT Pattern Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.9.2 BERT Pattern Matcher and Error Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3.9.3 Fixed Pattern-based BERT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3.9.4 Using PRBS Scripts for the Transmitters and Receivers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4. Internal Switching Fabric . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85

4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.2 Functional Behavior. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.2.1 Transfer Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

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Contents 5

4.3 Arbitration for Egress Port. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.3.1 Strict Priority Arbitration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.3.2 Weighted Round Robin (WRR) Arbitration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.4 Packet Queuing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

4.4.1 Output Queuing on the Egress Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

4.4.2 Input Queue for the ISF Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

4.4.3 Input Arbitration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4.4.4 Input Queuing Model for the Multicast Work Queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

4.4.5 Input Queuing Model for the Broadcast Buffer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

4.4.6 Output Queuing Model for Multicast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

4.4.7 ISF Bandwidth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

5. Multicast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.1.1 Multicast Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.1.3 Multicast Operation with Multiple Tsi57x Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

5.1.4 Multicast Terminology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

5.1.5 Multicast Behavior Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5.1.6 Multicast Work Queue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

5.1.7 Broadcast Buffers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

5.2 Multicast Group Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

5.2.1 Configuring Basic Associations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

5.2.2 Configuring Multicast Masks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

5.2.3 Configuring Multicast Masks Using the IDT Specific Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

5.3 Arbitration for Multicast Engine Ingress Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

5.4 Error Management of Multicast Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.4.1 Packet TEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.4.2 Multicast Packet Stomping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.4.3 Multicast Maximum Latency Timer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

5.4.4 Silent Discard of Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.4.5 Port-writes and Multicast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.5 Port Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

6. Event Notification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

6.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

6.2 Event Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

6.3 Error Rate Thresholds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

6.3.1 Maintaining Packet Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

6.4 Error Stopped State Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

6.4.1 Error Stopped States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

6.4.2 Link Error Clearing and Recovery. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

6.5 Event Capture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

6.6 Port-write Notifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

6.6.1 Destination ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

6.6.2 Payload. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

6.6.3 Servicing Port-writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

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Contents6

6.6.4 Port-writes and Hot Insertion/Hot Extraction Notification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

6.6.5 Port-writes and Multicast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

6.7 Interrupt Notifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

6.7.1 INT_b Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

6.7.2 Global Interrupt Status Register and Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

6.7.3 Interrupt Notification and Port-writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

6.7.4 Reset Control Symbol and Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

7. I2C Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141

7.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

7.2 Protocol Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

7.3 Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

7.4 Tsi578 as I

7.4.1 Example EEPROM Read and Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

7.4.2 Master Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

7.4.3 Master Bus Arbitration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

7.4.4 Master External Device Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

7.4.5 Master Peripheral Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

7.4.6 Master Data Transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

7.5 Tsi578 as I

7.5.1 Slave Clock Stretching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

7.5.2 Slave Device Addressing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

7.5.3 Slave Peripheral Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

7.5.4 External I

7.5.5 Slave Write Data Transactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

7.5.6 Slave Read Data Transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.5.7 Slave Internal Register Accesses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.5.8 Slave Access Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

7.5.9 Resetting the I

7.6 Mailboxes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

7.6.1 Incoming Mailbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

7.6.2 Outgoing Mailbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

7.7 SMBus Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

7.7.1 Unsupported SMBus Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 4

7.7.2 SMBus Protocol Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

7.7.3 SMBus Alert Response Protocol Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

7.8 Boot Load Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

7.8.1 Idle Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

7.8.2 EEPROM Reset Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 8

7.8.3 Wait for Bus Idle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

7.8.4 EEPROM Device Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

7.8.5 Loading Register Data from EEPROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

7.8.6 Chaining. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

7.8.7 EEPROM Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

7.8.8 I2C Boot Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

7.8.9 Accelerating Boot Load. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

7.9 Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

C Master . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

C Slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

C Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

C Slave Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

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Contents 7

7.10 Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

7.11 Events versus Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

7.12 Timeouts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

7.13 Bus Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

7.13.1 Start/Restart Condition Setup and Hold. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

7.13.2 Stop Condition Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

7.13.3 I2C_SD Setup and Hold. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

7.13.4 I2C_SCLK Nominal and Minimum Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

7.13.5 Idle Detect Period. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

8. Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

8.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

8.1.1 Throughput. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

8.1.2 Latency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

8.2 Performance Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

8.2.1 Traffic Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

8.2.2 Throughput. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

8.2.3 Bottleneck Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

8.2.4 Congestion Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

8.2.5 Resetting Performance Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

8.3 Configuring the Tsi578 for Performance Measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

8.3.1 Clock Speeds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

8.3.2 Tsi578 ISF Arbitration Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

8.3.3 Tsi578 RapidIO Transmission Scheduler Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

8.3.4 Tsi578 RapidIO Buffer Watermark Selection Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

8.4 Port-to-Port Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

8.4.1 Port-to-Port Packet Latency Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

8.4.2 Packet Throughput Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

8.4.3 Multicast Performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

8.5 Congestion Detection and Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

8.5.1 Congestion Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

9. JTAG Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

9.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

9.2 JTAG Device Identification Number . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

9.3 JTAG Register Access Details. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

9.3.1 Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

9.3.2 Write Access to Registers from the JTAG Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

9.3.3 Read Access to Registers from the JTAG Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

10. Clocks, Resets and Power-up Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

10.1 Clocks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

10.1.1 Clocking Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

10.1.2 SerDes Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

10.1.3 Reference clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

10.1.4 Clock Domains. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

10.1.5 Clock Gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

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10.2 Resets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

10.2.1 Device Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

10.2.2 Per-Port Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

10.2.3 Generating a RapidIO Reset Request to a Peer Device. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

10.2.4 JTAG Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

10.3 Power-up Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

10.3.1 Power-up Option Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

10.3.2 Default Port Speed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

10.3.3 Port Power-up and Power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

10.3.4 Port Width Override. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

11. Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215

11.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

11.2 Endian Ordering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

11.3 Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

11.4 Signal Groupings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

11.5 Pinlist and Ballmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

12. Serial RapidIO Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229

12.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

12.1.1 Reserved Register Addresses and Fields. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

12.2 Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

12.3 Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

12.4 Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

12.5 RapidIO Logical Layer and Transport Layer Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

12.5.1 RapidIO Device Identity CAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

12.5.2 RapidIO Device Information CAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

12.5.3 RapidIO Assembly Identity CAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

12.5.4 RapidIO Assembly Information CAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

12.5.5 RapidIO Processing Element Features CAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

12.5.6 RapidIO Switch Port Information CAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

12.5.7 RapidIO Source Operation CAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

12.5.8 RapidIO Switch Multicast Support CAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

12.5.9 RapidIO Route LUT Size CAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

12.5.10 RapidIO Switch Multicast Information CAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

12.5.11 RapidIO Host Base Device ID Lock CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

12.5.12 RapidIO Component Tag CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

12.5.13 RapidIO Route Configuration DestID CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

12.5.14 RapidIO Route Configuration Output Port CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

12.5.15 RapidIO Rou t e LUT A t tributes (Default Port) CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

12.5.16 RapidIO Multicast Mask Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

12.5.17 RapidIO Multicast DestID Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

12.5.18 RapidIO Multicast DestID Association Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

12.6 RapidIO Physical Layer Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

12.6.1 RapidIO 1x or 4x Switch Port Maintenance Block Header. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

12.6.2 RapidIO Switch Port Link Timeout Control CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

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12.6.3 RapidIO Switch Port General Control CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

12.6.4 RapidIO Serial Port x Link Maintenance Request CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

12.6.5 RapidIO Serial Port x Link Maintenance Response CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

12.6.6 RapidIO Serial Port x Local ackID Status CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

12.6.7 RapidIO Port x Error and Status CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

12.6.8 RapidIO Serial Port x Control CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

12.7 RapidIO Error Management Extension Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

12.7.1 Port Behavior When Error Rate Failed Threshold is Reached . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

12.7.2 RapidIO Error Reporting Block Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

12.7.3 RapidIO Logical and Transport Layer Error Detect CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

12.7.4 RapidIO Logical and Transport Layer Error Enable CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

12.7.5 RapidIO Logical and Transport Layer Address Capture CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

12.7.6 RapidIO Logical and Transport Layer Device ID Capture CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

12.7.7 RapidIO Logical and Transport Layer Control Capture CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

12.7.8 RapidIO Port-Write Target Device ID CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

12.7.9 RapidIO Port x Error Detect CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

12.7.10 RapidIO Port x Error Rate Enable CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

12.7.11 RapidIO Port x Error Capture Attributes CSR and Debug 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

12.7.12 RapidIO Port x Packet and Control Symbol Error Capture CSR 0 and Debug 1 . . . . . . . . . . . . . . . . 301

12.7.13 RapidIO Port x Packet Error Capture CSR 1 and Debug 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

12.7.14 RapidIO Port x Packet Error Capture CSR 2 and Debug 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

12.7.15 RapidIO Port x Packet Error Capture CSR 3 and Debug 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

12.7.16 RapidIO Port x Error Rate CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

12.7.17 RapidIO Port x Error Rate Threshold CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

12.8 IDT-Specific RapidIO Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

12.8.1 RapidIO Port x Discovery Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

12.8.2 RapidIO Port x Mode CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

12.8.3 RapidIO Port x Multicast-Event Control Symbol and Reset Control Symbol Interrupt CSR. . . . . . . 312

12.8.4 RapidIO Port x RapidIO Watermarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

12.8.5 RapidIO Port x Route Config DestID CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

12.8.6 RapidIO Port x Route Config Output Port CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

12.8.7 RapidIO Port x Local Routing LUT Base CSR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

12.8.8 RapidIO Multicast Write ID x Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

12.8.9 RapidIO Multicast Write Mask x Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

12.8.10 RapidIO Port x Control Independent Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

12.8.11 RapidIO Port x Send Multicast-Event Control Symbol Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

12.8.12 RapidIO Port x LUT Parity Error Info CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

12.8.13 RapidIO Port x Control Symbol Transmit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

12.8.14 RapidIO Port x Interrupt Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

12.8.15 RapidIO Port x Interrupt Generate Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

12.9 IDT-Specific Performance Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

12.9.1 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 0 and 1 Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

12.9.2 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 2 and 3 Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

12.9.3 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 4 and 5 Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

12.9.4 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 0 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

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Contents10

12.9.5 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 1 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

12.9.6 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 2 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

12.9.7 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 3 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

12.9.8 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 4 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

12.9.9 RapidIO Port x Performance Statistics Counter 5 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

12.9.10 RapidIO Port x Transmitter Output Queue Depth Threshold Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

12.9.11 RapidIO Port x Transmitter Output Queue Congestion Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

12.9.12 RapidIO Port x Transmitter Output Queue Congestion Period Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

12.9.13 RapidIO Port x Receiver Input Queue Depth Threshold Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

12.9.14 RapidIO Port x Receiver Input Queue Congestion Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

12.9.15 RapidIO Port x Receiver Input Queue Congestion Period Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

12.9.16 RapidIO Port x Reordering Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

12.10 Serial Port Electrical Layer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

12.10.1 BYPASS_INIT Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

12.10.2 SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

12.10.3 SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

12.10.4 SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

12.10.5 SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

12.10.6 SRIO MAC x SerDes Configuration Global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

12.10.7 SRIO MAC x SerDes Configuration GlobalB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

12.10.8 SRIO MAC x Digital Loopback and Clock Selection Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 77

12.11 Internal Switching Fabric (ISF) Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

12.11.1 Fabric Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

12.11.2 Fabric Interrupt Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

12.11.3 RapidIO Broadcast Buffer Maximum Latency Expired Error Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

12.11.4 RapidIO Broadcast Buffer Maximum Latency Expired Override. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

12.12 Utility Unit Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

12.12.1 Global Interrupt Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

12.12.2 Global Interrupt Enable Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

12.12.3 RapidIO Port-Write Timeout Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

12.12.4 RapidIO Port Write Outstanding Request Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

12.12.5 MCES Pin Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

12.13 Multicast Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

12.13.1 RapidIO Multicast Register Version CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

12.13.2 RapidIO Multicast Maximum Latency Counter CSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

12.13.3 RapidIO Port x ISF Watermarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 7

12.13.4 Port x Prefer Unicast and Multicast Packet Prio 0 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

12.13.5 Port x Prefer Unicast and Multicast Packet Prio 1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

12.13.6 Port x Prefer Unicast and Multicast Packet Prio 2 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

12.13.7 Port x Prefer Unicast and Multicast Packet Prio 3 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

12.14 SerDes Per Lane Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2

12.14.1 SerDes Lane 0 Pattern Generator Control Re gister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

12.14.2 SerDes Lane 1 Pattern Generator Control Re gister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404

12.14.3 SerDes Lane 2 Pattern Generator Control Re gister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405

12.14.4 SerDes Lane 3 Pattern Generator Control Re gister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

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Contents 11

12.14.5 SerDes Lane 0 Pattern Matcher Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

12.14.6 SerDes Lane 1 Pattern Matcher Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

12.14.7 SerDes Lane 2 Pattern Matcher Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

12.14.8 SerDes Lane 3 Pattern Matcher Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

12.14.9 SerDes Lane 0 Frequency and Phase Value Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

12.14.10 SerDes Lane 1 Frequency and Phase Value Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

12.14.11 SerDes Lane 2 Frequency and Phase Value Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

12.14.12 SerDes Lane 3 Frequency and Phase Value Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

13. I2C Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

13.1 Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

13.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

13.2.1 I

13.2.2 I

13.2.3 I

13.2.4 I

13.2.5 I

13.2.6 I

13.2.7 I

13.2.8 I

13.2.9 I

13.2.10 I

13.2.11 I

13.2.12 I

13.2.13 Externally Visible I

13.2.14 Externally Visible I

13.2.15 Externally Visible I

13.2.16 Externally Visible I

13.2.17 Externally Visible I

13.2.18 Externally Visible I

13.2.19 Externally Visible I

13.2.20 Externally Visible I

13.2.21 Externally Visible I

13.2.22 Externally Visible I

13.2.23 I

13.2.24 I

13.2.25 I

13.2.26 I

13.2.27 I

13.2.28 I

13.2.29 I2C_SD Setup and Hold Timing Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

13.2.30 I2C_SCLK High and Low Timing Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

13.2.31 I2C_SCLK Minimum High and Low Timing Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

13.2.32 I2C_SCLK Low and Arbitration Timeout Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478

13.2.33 I

13.2.34 I

C Device ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

C Reset Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

C Master Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

C Master Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

C Master Receive Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

C Master Transmit Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

C Access Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

C Interrupt Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

C Interrupt Enable Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

C Interrupt Set Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

C Slave Configuration Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437

C Boot Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

C Event and Event Snapshot Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

C New Event Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

C Enable Event Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

C Time Period Divider Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

C Start Condition Setup/Hold Timing Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

C Stop/Idle Timing Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

C Byte/Transaction Timeout Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479

C Boot and Diagnostic Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480

C Internal Write Address Regis ter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

C Internal Write Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

C Internal Read Address Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

C Internal Read Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

C Slave Access Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

C Internal Access Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

C Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

C Enable Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456

C Outgoing Mailbox Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

C Incoming Mailbox Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

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Contents12

13.2.35 I2C Boot Load Diagnostic Progress Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

13.2.36 I

C Boot Load Diagnostic Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482

A. Serial RapidIO Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .483

A.1 Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483

A.2 Packets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483

A.2.1 Control Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

A.3 Physical Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

A.3.1 PCS Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

A.3.2 PMA Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

A.3.3 Physical Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

B. Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489

B.1 Line Rate Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

B.1.1 Regis ter Requir e ments Using 125 MHz S_CLK for a 3.125 Gbps Link Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

B.2 P_CLK Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

B.2.1 RapidIO Specifications Directly Affected by Changes in the P_CLK Frequency . . . . . . . . . . . . . . . 493

B.2.2 IDT Specific Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496

B.2.3 I

B.2.4 Other Performance Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

C interface and Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9 7

C. PRBS Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .505

C.1 Tsi578_start_prbs_all.txt Script. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505

C.2 Tsi578_framer_disable.txt Script. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

C.3 Tsi578_sync_prbs_all.txt Script. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

C.4 Tsi578_read_prbs_all.txt Script. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

D. EEPROM Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .515

D.1 Script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515

Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .523

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Figures

Figure 1: Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 2: Processor Farm Mezzanine Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 3: Switch Carrier Blade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 4: Tsi578 MAC Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 5: LUT Mode of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 6: Flat Mode Routing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Figure 7: Flat Mode Routing Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Figure 8: Flat Mode LUT Configuration Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Figure 9: Hierarchical Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figure 10: Hier ar c hical Mode Routing Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Figure 11: LOLS Silent Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Figure 12: Tsi578 MAC Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Figure 13: Port Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Figure 14: Drive Strength and Equalization Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Figure 15: Tsi578 Loopbacks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Figure 16: ISF Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Figure 17: Egress Arbitration: Weighted Round Robin and Strict Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Figure 18: Weighted Round Robin Arbiter per Priority Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Figure 19: Ingress and Egress Packet Queues in Tsi578 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Figure 20: Multicast Operation – Option 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Figure 21: Multicast Operation – Option 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Figure 22: Multicast Packet Flow in the Tsi578. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Figure 23: Relationship Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Figure 24: Completed Tables at the End of Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Figure 25: IDT-specific Multicast Mask Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Figure 26: Arbitration Algorithm for Multicast Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Figure 27: Control Symbol Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Figure 28: RapidIO Block Interrupt and Port Write Hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Figure 29: I Figure 30: I

Figure 31: Software-initiated Master Transactions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Figure 32: Transaction Protocols for Tsi578 as Slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Figure 33: I

Figure 34: SMBus Protocol Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Figure 35: SMBus Alert Response Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Figure 36: Boot Load Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

Figure 37: I Figure 38: I Figure 39: I Figure 40: I

Figure 41: Latency Illustration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Figure 42: Congestion and Detection Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

C Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

C Reference Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

C Mailbox Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

C Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

C Event and Interrupt Logic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

C Timeout Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

C Bus Timing Diagrams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

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Figures14

Figure 43: Congestion Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Figure 44: Register Access From JTAG - Serial Data In. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Figure 45: Register Access From JTAG - Serial Data Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Figure 46: Tsi578 Clocking Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Figure 47: Signal Groupings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

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Tables

Table 1: Error Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Table 2: Lookup Table States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Table 3: Examples of Maintenance Packets with Hop Count = 0 and Associated Tsi578 Responses. . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Table 4: Tsi578 Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Table 5: Reference Clock Frequency and Supported Serial RapidIO Data Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Table 6: Serial Port Power-down Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Table 7: Lane Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Table 8: Patterns Supported by Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Table 9: Patterns Supported by Matcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Table 10: Sample Register settings for WRR in a given priority group (WRR_EN=1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Table 11: Examples of Use of Watermarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Table 12: Multicast Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Table 13: Tsi578 Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Table 14: Error Rate Error Events. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Table 15: Port Write Packet Data Payload — Error Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Table 16: Port x Error and Status Register Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

Table 17: Externally Visible I

Table 18: Format for Boot Loadable EEPROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Table 19: Sample EEPROM Loading Two Re gis t er s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Table 20: Sample EEPROM With Chaining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Table 21: I Table 22: I

Table 23: Performance Monitoring Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Table 24: 4x/1x Latency Numbers Under No Congestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Table 25: 4x/1x Multicast Latency Numbers Under No Congestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Table 26: Tsi578 Input Reference Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

Table 27: Tsi578 Clock Domains. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

Table 28: Power-Up Options Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

Table 29: Signal Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

Table 30: Tsi578 Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Table 31: Tsi578 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Table 32: Address Rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

Table 33: Register Access Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

Table 34: Port Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Table 35: Register map overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

Table 36: Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Table 37: Physical Interface Register Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Table 38: Error Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

Table 39: STOP_FAIL_EN and DROP_EN Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Table 40: ERR_TYPE Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Table 41: IDT-Specific Br oadcast RapidIO Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

Table 42: IDT-Specific Per-Port Performance Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

C Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

C Interrupt to Events Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

C Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

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Tables16

Table 43: IDT-Specific Per-Port Performance Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

Table 44: IDT-Specific RapidIO Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Table 45: Serial Port Electrical Laye r Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

Table 46: TX_LVL Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373

Table 47: AC JTAG level programme d by ACJT _LVL[4:0] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

Table 48: SerDes Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

Table 49: I

C Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

Table 50: Master Operation Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

Table 51: Special Characters and Encoding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

Table 52: Control Symbol Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

Table 53: Tsi578 Supported Line Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

Table 54: Timer Values with P_CLK and TVAL Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

Table 55: Timer Values with DISCOVERY_TIMER and P_CLK Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

Table 56: Timer Values with P_CLK and DLT_THRESH Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6

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About this Document

This section discusses the following topics:

• “Scope” on page 17

• “Document Conventions” on page 17

• “Revision History” on page 18

Scope

The Tsi578 User Manual discusses the features, capabilities, and configuration requirements for the Tsi578. It is intended for hardware and software engineers who are designing system interconnect applications with the device.

Document Conventions

This document uses the following conventions.

Non-differential Signal Notation

Non-differential signals are either active-low or active-high. An active-low signal has an active state of logic 0 (or the lower voltage level), and is denoted by a lowercase “_b”. An active-high signal has an active state of logic 1 (or the higher voltage level), and is not denoted by a special character. The following table illustrates the non-differential signal naming convention.

State Single-line signal Multi-line signal

Active low NAME_b NAME_b[3]

Active high NAME NAME[3]

Differential Signal Notation

Differential signals consist of pairs of complement positive and negative signals that are measured at the same time to determine a signal’s active or inactive state (they are denoted by “_p” and “_n”, respectively). The following table illustrates the differential signal naming convention.

State Single-line signal Multi-line signal

Inactive NAME_p = 0

Active NAME_p = 1

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NAME_n = 1

NAME_n = 0

NAME_p[3] = 0

NAME_n[3] =1

NAME_p[3] is 1 NAME_n[3] is 0

Tsi578 User Manual

June 6, 2016

About this Document18

Tip

Object Size Notation

•A byte is an 8-bit object.

•A word is a 16-bit object.

•A doubleword (Dword) is a 32-bit object.

Numeric Notation

• Hexadecimal numbers are denoted by the prefix 0x (for example, 0x04).

• Binary numbers are denoted by the prefix 0b (for example, 0b010).

• Registers that have multiple iterations are denoted by {x..y} in their names; where x is first register and address, and y is the last register and address. For example, REG{0..1} indicates there are two versions of the register at different addresses: REG0 and REG1.

Symbols

This symbol indicates a basic design concept or information considered helpful.

This symbol indicates important configuration information or suggestions.

This symbol indicates procedures or operating levels that may result in misuse or damage to the device.

Document Status Information

• Preliminary – Contains information about a product that is near production-ready, and is revised as required.

• Formal – Contains information about a final, customer-ready product, and is available once the product is released to production.

Revision History

June 6, 2016, Formal

• Updated “Reserved Register Addresses and Fields”

• Updated the second caution in “RapidIO Error Management Extension Registers”

• Updated the description of bit 31 (Reserved) in the following registers: “SRIO MAC x SerDes

Configuration Channel 0”, “SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 1”, “SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 2”, and “SRIO MAC x SerDes Configuration Channel 3”

• Removed Ordering Information from the manual. This information now resides solely in the

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Tsi578 Hardware Manual.

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About this Document 19

February 19, 2015, Formal

• Updated the “Ordering Information”

September 16, 2014, Formal

• Updated step 2 in the “Hot Extraction” procedure

• Added a new section, “Lane Sync Timer”

• Updated “Power-Down Options”

• Updated Figure 14: Drive Strength and Equalization Waveform

• Added a new section, “Multicast Operation with Multiple T si57x Switches”

• Updated steps 3 and 4 in “Control Symbol Example”

• Updated the description of Fatal Port Error in Table 13: Tsi578 Events

• Updated the description of “Per-Port Reset”

• Updated the description of “RapidIO Port x Error and Status CSR”.PORT_ERR

• Updated “Tsi578_read_prbs_all.txt Script”

May 25, 2012, Formal

• Updated the second step in “Removing a Dest ination ID to Multicast Mask Association”

• Updated the second paragraph in “Payload”

• Updated “Port-writes and Multicast”

• Updated the registers listed in “Global Registers to Program after Port Power Down”

• Added a note about how SW_RST_b is the only external indicator that a reset request has been received to “System Control of Resets” and Table 31

November 18, 2010, Formal

• Added more information about “Lookup Table Entry States”

• Added more information about “Port Aggregation: 1x and 4x Modes”

• Added a note to the “SRIO MAC x SerDes Configuration Global” register

• Added more information about “SRIO MAC x Digital Loopback and Clock Selection

July 2009, Formal

This is the production version of the manual. The document has been updated with IDT formatting. There have been no technical changes.

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About this Document20

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1. Functional Overview

This chapter describes the main features and functions of the Tsi578. This chapter includes the following information:

• “Overview” on page 21

• “Serial RapidIO Interface” on page 26

• “Serial RapidIO Electrical Interface” on page 28

• “Multicast Engine” on page 27

• “Internal Switching Fabric (ISF)” on page 30

• “Internal Register Bus (AHB)” on page 30

• “I

C Interface” on page 30

• “JTAG Interface” on page 32

1.1 Overview

The IDT Tsi578 is a third-generation RapidIO switch supporting 80 Gbits/s aggregate bandwidth. The T si578 is part of a family of switches that enable customers to develop systems with robust features and high performance at low cost.

The Tsi578 provides designers and architects with maximum scalability to design the device into a wide range of applications. Flexible port configurations can be selected through multiple port width and frequency options.

Building on the industry leading Tsi568A of its predecessor plus enhances the fabric switching capabilities through the addition of multicast, traffic management through scheduling algorithms, programmable buffer depth, and fabric performance monitoring to supervise and manage traffic flow.

Serial RapidIO Switch, the Tsi578 contains all the benefits

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Figure 1: Block Diagram

80B803A_BK001_03

SP0

(4x or 1x)

SP1

(1x only)

SP4

(4x or 1x)

SP5

(1x only)

SP8

(4x or 1x)

SP9

(1x only)

SP12

(4x or 1x)

SP13

(1x only)

SP2

(4x or 1x)

SP3

(1x only)

SP6

(4x or 1x)

SP7

(1x only)

SP10

(4x or 1x)

SP11

(1x only)

SP14

(4x or 1x)

SP15

(1x only)

Enhanced Internal

Switching Fabric

Registers

Up to 4 Serial RapidIO Ports - 1x/4x Mode

Up to 8 Serial RapidIO Ports - 1x Mode

Up to 4 Serial RapidIO Ports - 1x/4x Mode

Up to 8 Serial RapidIO Ports - 1x Mode

Master and

Slave Devices

IEEE1149.6 Boundary Scan

Multicast

Engine

JTA GI

1. Functional Overview > Overview22

Embedded applications further benefit from the ability to route packets to over 64,000 endpoints through hierarchical lookup tables, independent unicast and mul ticast routing mechanisms, and error management extensions that provide proactive issue notification to the fabric controller. In addition, the Tsi578 supports both in-band serial RapidIO access and out-of-band access to the full fabric register set through the I2C interface.

Typical Applications

The Tsi578 can be used in many embedded communication applications. It provides chip-to-chip interconnect between I/O devices and can replace existing proprietary backplane fabrics for board-to-board interconnect which improves system cost and product time-to-market.

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1. Functional Overview > Overview 23

80B803A_TA002_01

Serial RapidIO Mesh

AMC Slot AMC Slot AMC Slot AMC Slot

Tsi578 Tsi578

Figure 2: Processor Farm Mezzanine Diagram

DSP

Dual

Tsi578

DSP

80B803A_TA001_01

Serial RapidIO

The Tsi578 provides traffic aggregation through packet prioritization when it is used with RapidIO-enabled I/O devices. When it is in a system with multiple RapidIO-enabled processors it provides high performance peer-to-peer communication through its non-blocking switch fabric.

Figure 3: Switch Carrier Blade

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1.1.1 Features

The Tsi578 contains the following features:

Electrical Layer Serial RapidIO Features

• Up to 8 ports in 4x Serial mode

• Up to 16 ports in 1x Serial mode (each 4x port can be configured independently as two 1x ports)

• Operating baud rate per data lane: 1.25 Gbit/s, 2.5 Gbit/s, or 3.125Gbit/s

• Full duplex bandwidth:

1. Functional Overview > Overview24

— 12.5 Gbit/s inbound and 12.5 Gbit/s outbound bandwidth at 3.125 GHz for a port configured

for 4x mode

— 3.125 Gbit/s inbound and 3.125 Gbit/s outbound bandwidth at 3.125 GHz for a port

configured for 1x mode

• Programmable serial transmit current with pre-emphasis equalization

• Loopback support for system testing

• Hot-insertion capable I/Os and hardware support

• Per-port power down modes to reduce power consumption

• Ability to reverse the bit ordering of a 4x port to simplify PCB layout

Transport Layer RapidIO Features

• Dedicated destination ID lookup table per port, used to direct packets through the switch

• Supports both hierarchical lookup tables and flat mode lookup tables (512 destinat ion IDs per lookup table)

• Supports an optional, unique hierarchical destination ID lookup table covering all 64K possible destinations ID

• Low-latency forwarding of the Multicast-Event control symbol

• Error management capability

• Performance monitoring capability

• Reset-system interrupt support

• Debug packet generation in debug mode

Multicast Engine Features

• One multicast engine provides dedicated multicast resources without impacting throughput on the ports

• Eight multicast groups

• Sustained multicast output bandwidth, up to 10 Gbit/s per egress port

1. Usable data rate is 10 Gbit/s rather than 12.5 Gbit/s due to 8B/10B physical layer encoding.

2. Usable data rate is 2.5 Gbit/s rather than 3.125 Gbit/s due to 8B/10B physical layer encoding.

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1. Functional Overview > Overview 25

• 10 Gbit/s of instantaneous multicast input bandwidth

• Packets are replicated to each egress port in parallel

• The multicast engine can accep t a bursts of traffic with different packet sizes

• Arbitration at the egress port to allow management of resource contention between multicast or non-multicast traffic.

System behavior when multicasting of packets which require responses is not defined in the RapidIO Interconnect Specification (Revision 1.3) - Part 11 Multicast Specification.

Other Device Interfaces

• Master and Slave mode I2C port, supports up to 8 EEPROMs

• Optionally loads default configuration from ROMs during boot-up, through I

• Ability to read and write EEPROMs through I

C during system operation

• IEEE 1149.1 and 1149.6 boundary scan, with register access

Internal switching fabric (ISF)

• Full-duplex,80 Gbps line rate, non-blocking switching fab ric

• Prevents head-of-line blocking on each port

• Eight packet buffers per ingress port

• Eight packet buffers per egress port

• Registers can be accessed from any RapidIO interface and both the JTAG interface and I2C

• Optionally loads default configuration from ROMs during boot-up, through I

• Supports one outstanding maintenance transaction per interface

• Supports 32-bit wide (4 byte) register access

1. All bandwidths assume the internal switching fabric is clocked at 156.25 MHz.

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1.2 Serial RapidIO Interface

The Tsi578 provides high-performance serial RapidIO interfaces that are used to provide connectivity for control plane and data plane applications. All RapidIO interfaces are compliant with the RapidIO Interconnect Specification (Revision 1.3).

This section describes the transport layer features common to all Tsi578 RapidIO interfaces. The RapidIO interface has the following capabilities:

• RapidIO packet and control symbol transmission

• RapidIO packet and control symbol reception

• Register access through RapidIO maintenance requests

1.2.1 Features

The following features are supported:

• Up to eight 4x-mode or up to 16 1x-mode serial RapidIO ports operating at up to 3.125 Gbits/s

• Per-port destination ID look-up table, used to direct packets through the switch This is a IDT-specific implement ation. The RapidIO Inter connect Spec ification (Revision 1.3)

standard implementation of look-up tables is also supported.

1. Functional Overview > Serial RapidIO Interface26

• RapidIO error management extensions, including both hardware and software error recovery

(described in RapidIO Interconnect Specification (Revision 1.3) Part 8)

• Low latency forwarding of the multicast control symbol

• Proprietary registers for performance monitoring and tuning

• Both cut-through and store-and-forward modes for performance tuning

• Debug packet generation and capture

• Multicast functionality (described in RapidIO Interconnect Specification (Revision 1.3) Part 11)

• Head-of-line blocking avoidance

1.2.2 Transaction Flow Overview

Packets and control symbols are received by the Serial RapidIO Electrical Interface (Serial MAC) and forwarded to the RapidIO Interface (for more information on the Serial MAC, refer to “Serial RapidIO

Electrical Interface” on page 65). Received packets have their integrity verified by error checking.

Once the packet’s integrity has been verified, the destination ID of the packet is used to access the routing lookup table to determine which port the packet should be forwarded to and whether the packet is a multicast packet. The packet is then buffe red by the Internal Switch Fabric (ISF) for transmission to the port. After the packet is transferred to the egress port, the port transmits the packet. If a packet fails the CRC check, the packet is discarded and the transmitter is instructed to retransmit the packet through the use of control symbols.

The egress port receives packets to be transmitted from the ISF. The integrity of packets forwarded through the ISF is retained by sending the CRC code received with the packet. For more information on the input and ouput queues, refer to “Packet Queuing” on page 95.

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1. Functional Overview > Multicast Engine 27

The packet transmitter and the packet receiver cooperate to ensure that packets are never dropped (lost). A transmitter must retain a packet in its buffers until the port receives a packet accepted control symbol from the other end of the link.

1.2.3 M aintenance Requests

A maintenance packet is the only packet type that will be modified by the switch. If the hop count value of the maintenance request is 0, the maintenance request is forwarded to the register bus for processing. The register bus accesses the registers in the appropriate port. The response to the maintenance request is compiled into a maintenance response packet and queued by the port for transmission. Maintenance packets with a non-zero hop count value have their hop count decremented, CRC recomputed, and are then forwarded to the port selected by the destination ID value in the look up table.

1.2.4 Control Symbols

Control symbols received by the Tsi578 have their CRC validated, and their field values checked. If either the CRC is incorrect or the control symbol field values are incorrect, a packet-not-accepted control symbol is sent back and the control symbol is discarded. Otherwise, the control symbol is used by the port for purposes of packet management in the transmit port or link maintenance.

1.3 Multicast Engine

The Tsi578 multicast functionality is compliant to the RapidIO Version 1.3 Part 11 Multicast Specification.

1.3.1 Multicast Operation

In a multicast operation, packets are received at the speed of any ingress port (up to 10 Gbits/s) and broadcast at the speed of the egress ports (up to 10 Gbits/s for a 4x mode port operating at

3.125 Gbits/s) to multiple ports capable of accepting packets for transmission. The maximum amount of data that can be transmitted by the switch is 70 Gbits/s for seven egress ports operating at maximum width of 4x and a lane speed of of 3.125 Gbit/s, based on the the number of ports on the Tsi578.

Packets are routed to the multicast engine based on their destinationID and Transaction Type (TT) field value. If no match is found for the destinat ionID and TT field, then the ingress lookup tables are used to route the packet. A maximum of eight different DestID/TT field combinations can be routed to the multicast engine. Each destinationID/TT set can be mult icast to a different set of egress ports. A set of egress ports that packets are multicast to is called a multi cast group and is re prese nted by the multicas t mask in the group table. A multicast packet is never sent out on the port that it was received on. Any number of ports can share the same multicast group.

Multicast packets are accepted by egress ports based on priority. In the event that multicast and unicast traffic are competing for resources in the egress port, multicast specific egress arbitration can be used to favour multicast or unicast traffic. This allows a group of endpoints that need to multicast to each other to share the same multicast mask.

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1.3.2 Features

The Tsi578 supports multicast packet replication in accordance with RapidIO Specification Version

1.3, Part 11 Multicast.

The Tsi578 includes the following features:

• One multicast engine provides dedicated multicast resources without impacting throughput on the

ports

• Eight multicast groups

• Sustained multicast output bandwidth, up to 10 Gbit/s per egress port

• 10 Gbit/s of instantaneous multicast input bandwidth

• Packets are replicated to each egress port in parallel

• The multicast engi ne can accept bursts of traffic with different packet sizes

• Arbitration at the egress port to allow management of resource contention between multicast or

unicast traffic

System behavior for the multica st ing of pa ck ets wh ich re quir e res pon ses is not defi ned i n th e RapidIO Interconnect Specification (Revision 1.3) - Part 11 Multicast Specification.

1. Functional Overview > Serial RapidIO Electrical Interface28

1.4 Serial RapidIO Electrical Interface

The T si578 has eight Media Access Controllers (MAC) comprising the 16 Serial RapidIO ports. The 16 ports are grouped into pairs consisting of one even numbered port and one odd numbered port. Each port has flexible testing features including multiple loopback modes and bit error rate testing. Each pair of ports share four differential transmit lanes and four differential receive lanes.

Even and odd number ports have different capabilities. Even numbered ports can operate in either 4x or 1x mode, while odd numbered ports can only operate in 1x mode. When the even numbered port is operating in 4x mode, it has control over all four differential pairs (designated Lanes A, B, C and D). In 4x mode, the default state of the odd numbered port is powered on. All registers in the even and odd numbered port are accessible but the odd numbered port does not have access to the PHY. In order to decrease the power dissipation of the port, the odd numbered port can be powered down in this configuration. When the even numbered port is operating in 1x mode it uses only Lane A and the odd numbered port is permitted to operate in 1x mode using Lane B.

The Tsi578 MAC and SerDes interconnect block diagram is shown in the following figure.

1. All bandwidths assume the internal switching fabric is clocked at 156.25 MHz.

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1. Functional Overview > Serial RapidIO Electrical Interface 29

Figure 4: Tsi578 MAC Block Diagram

8B/10B

Enc

PRBS

Gen

SERDES

Lane A

8B/10B

PRBS

Chk

CDR

Dec

Serial Rapid IO Registers and Buffers

Even-numbered Ports (4x mode or 1x mode)

8B/10B

Enc

PRBS

Gen

PRBS

Chk

CDR

Dec

SERDES

Lane B

8B/10B

Enc

PRBS

Gen

Chk

CDR

SERDES

Lane C

8B/10B

Dec

8B/10B

Enc

PRBS

Gen

SERDES

Lane D

8B/10B

Dec

Chk

CDR

Odd

Numbered

Ports

(1x mode only)

Each serial RapidIO MAC includes the following features:

• One port in 4x Serial mode

• Two ports in 1x Serial mode (each 4x port can be configured as two 1x ports)

• RapidIO standard operating baud rate per data lane: 1.25 Gbit/s, 2.5 Gbit/s, or 3.125 Gbit/s — 12.5 Gbit/s inbound and 12.5 Gbit/s outbound bandwidth at 3.125 Gbps for a port configured

for 4x mode

— 3.125 Gbit/s inbound and 3.125 Gbit/s outbound bandwidth at 3.125 Gbps for a port

configured for 1x mode

• Adjustable receive equalization that is programmable per lane

• Serial loopback with a built-in testability

• Bit error rate testing (BERT)

• Scope function of eye signals

• Hot-insertion capable I/Os and hardware support

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1. Functional Overview > Internal Switching Fabric (ISF)30

1.5 Internal Switching Fabric (ISF)

The Internal Switching Fabric (ISF) is the crossbar switching matrix at the core of the Tsi578. It transfers packets from ingress ports to egress ports and prioritizes traffic based on the RapidIO priority associated with a packet and port congestion.

The ISF has the following features:

• Full-duplex, non-blocking, crossbar-based switch fabric

• 10 Gbits/s fabric ports allow up to 10x internal speed up

• Manages head-of-line blocking on each port

• Cut-through and store-and-forward switching of variable-length packets

1.6 Internal Register Bus (AHB)

An internal multi-master Advanced High Performance Bus (AHB) allows any RapidIO port to configure and maintain the entire device. When the Tsi578 receives a RapidIO maintenance packet destined for itself, it translates the packet into register read or write request on the AHB.

The device registers can also be accessed through the JTAG interface or the I

C interface.

1.7 I2C Interface

The I2C Interface provides a master and slave serial interface that can be used for the following purposes:

• Initializing device registers from an EEPROM after reset

• Reading and writing external devices on the I

• Reading and writing Tsi578’s internal registers for management purposes by an external I master

The I

C Interface has the following features:

• Operates as a master or slave on the I

— Multi-master support

– Arbitrates among multiple masters for ownership of the I – Automatically retries accesses if arbitration is lost – Provides timeout indication if the Tsi578 is unable to arbitrate for the I

C bus

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Frequently Asked Questions

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About this Document

1. Functional Overview

1.1 Overview

1.1.1 Features

1.2 Serial RapidIO Interface

1.2.1 Features

1.2.2 Transaction Flow Overview

1.2.3 M aintenance Requests

1.2.4 Control Symbols

1.3 Multicast Engine

1.3.1 Multicast Operation

1.3.2 Features

1.4 Serial RapidIO Electrical Interface

1.5 Internal Switching Fabric (ISF)

1.6 Internal Register Bus (AHB)

1.7 I2C Interface