高性能FPGA中的高速SERDES接口
流行的串行協(xié)議
以太網(wǎng)( 1吉比特以太網(wǎng)和10吉比特以太網(wǎng),或XAUI )和PCI Express是最流行的通信協(xié)議。這些協(xié)議的每一個(gè)都從并行總線接口發(fā)展成串行接口,以跟上日益增加的數(shù)據(jù)傳輸速率。這些流行的協(xié)議共享物理編碼子層中的公共塊。例如,它們都使用8b/10b編碼。 8b/10b編碼提供了非常好的直流平衡,最多5個(gè)全0或全1并有良好的跳變密度。這些都有助于提高傳輸?shù)目煽啃?。如圖2所示,在萊迪思的ECP2M和ECP3器件中的嵌入式ASIC模塊包含了PMA和PMD以及PCS公共塊,例如,鏈接同步塊和8b/10b編碼器/解碼器。
圖2 LatticeECP3支持流行的串行協(xié)議
Ethernet
以太網(wǎng)是使用最廣泛的通信協(xié)議。以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)從10 Mbps發(fā)展至100 Mbps,又發(fā)展至1吉比特( 1000 Mbps ),繼而又發(fā)展多吉比特范圍: 10 Gbps 、 40 Gbps和100 Gbps。隨著數(shù)據(jù)傳輸率的發(fā)展,鏈路已經(jīng)從并行接口(MII、 GMII )發(fā)展到串行鏈路(GE、SGMII 、 XAUI等) 。
LatticeECP3系列完全符合吉比特以太網(wǎng)和10吉比特以太網(wǎng)協(xié)議。該SERDES是符合針對(duì)1000 BASE-X吉比特以太網(wǎng)的IEEE 802.3z規(guī)范和針對(duì)10吉比特以太網(wǎng)XAUI 的IEEE 802.3-2005規(guī)范。如圖2所示,LatticeECP3器件支持嵌入SERDES和其他塊的以太網(wǎng)物理層,如鏈路同步、在器件中8b/10b編碼/解碼以及時(shí)鐘容限補(bǔ)償?shù)腁SIC模塊。將萊迪思的GE/ SGMII PCS和MAC IP組合在一起時(shí) ,LatticeECP3為用戶提供了一個(gè)完全集成的、完全兼容吉比特以太網(wǎng)的解決方案。
LatticeECP3 SERDES超過了由IEEE 802.3-2005規(guī)范針對(duì)XAUI定義的抖動(dòng)規(guī)格。萊迪思的XAUI IP和10吉比特以太網(wǎng)MAC IP內(nèi)核提供一個(gè)完全集成的,完全符合10吉比特以太網(wǎng)的平臺(tái)。LatticeECP3是完全符合支持1吉比特和10吉比特以太網(wǎng)的業(yè)界最低成本的FPGA.
PCI Express
PCI Express是下一代外圍組件互連( PCI )標(biāo)準(zhǔn)。該P(yáng)CI Express協(xié)議是為了解決日益增加的帶寬需求,通過電纜或針對(duì)擴(kuò)展卡的連接器插槽、提供一個(gè)可升級(jí)的、芯片之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行連接,同時(shí)保持與傳統(tǒng)的PCI在軟件層相兼容。
單個(gè)PCI Express串行鏈路是雙單工連接,規(guī)定每個(gè)鏈路為2.5Gbps的速率(5Gbps或更高的速率,針對(duì)2.0版和以后的規(guī)范),可以構(gòu)成x1、x2、x4、x8 , x12 , x16和x32鏈路寬度,以實(shí)現(xiàn)更大的帶寬。串行實(shí)現(xiàn)是便宜的,可以進(jìn)一步推動(dòng)延伸長(zhǎng)度、減輕共模噪聲、關(guān)注現(xiàn)有源同步并行接口(如常規(guī)的PCI )的相偏 ,并減少需要連接通道的總數(shù)。LatticeECP3 SERDES完全符合PCI Express 1.1版的抖動(dòng)規(guī)范。與萊迪思的PCI Express端點(diǎn)控制器IP相結(jié)合 ,為設(shè)計(jì)人員提供了一種低成本的PCI Express平臺(tái)。
評(píng)論