目前,,家庭視頻和高級(jí)商業(yè)服務(wù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展對(duì)全球電信網(wǎng)絡(luò)的帶寬提出了更大挑戰(zhàn),。為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),運(yùn)營(yíng)商們正在追求包括 40Gbps SONET(OC-768和OTU3),、40GE以太網(wǎng),、以及100GE以太網(wǎng)在內(nèi)的更高的端口速率,。同時(shí),IEEE高速串行IO工作組有關(guān)40GE和100GE標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.3ba)的制定工作也已經(jīng)接近尾聲,。
?
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,,到2016年,40GE和100GE系統(tǒng)市值有望達(dá)到42億美元,。對(duì)40GE 和 100GE等新的解決方案的最初需求主要來(lái)自大型數(shù)據(jù)和交換中心,,但最新的趨勢(shì)表明,文件和存儲(chǔ)虛擬化,、高分辨率圖像和視頻等也需要更高速率的接口,。
?
這些需求都對(duì)系統(tǒng)和硬件設(shè)計(jì)人員提出了多方面的挑戰(zhàn)。工程師開(kāi)發(fā)的硬件在從10G 至 40G 再到100G的遷移過(guò)程中,,要能夠滿足鏈路可靠運(yùn)行的信號(hào)完整性要求,。 除了必須支持多種連接協(xié)議外,還要能夠適應(yīng)100G光學(xué)模塊和媒體接入控制器(MAC)之間接口標(biāo)準(zhǔn)演化所帶來(lái)的變化,。當(dāng)然,,產(chǎn)品快速面市的要求也為設(shè)計(jì)人員帶來(lái)挑戰(zhàn)。
?
過(guò)去幾年的時(shí)間里,,F(xiàn)PGA在網(wǎng)絡(luò)和電信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的角色得到了很大的擴(kuò)展,,不再是僅僅用于集成電路板上不同元器件之間的橋接邏輯?;贔PGA的解決方案既提供了專用芯片解決方案所具有的功能,、性能和靈活性,同時(shí)又降低了開(kāi)發(fā)成本,。隨著FPGA器件成本不斷降低以及密度/性能的不斷提高,,今天的FPGA已經(jīng)可以覆蓋從最低端的DSLAM和以太網(wǎng)交換機(jī)直到最高端的核心路由器和WDM設(shè)備。
?
適用于40G 和100G網(wǎng)絡(luò)的FPGA解決方案
?
日前,,Xilinx公司針對(duì)下一代100G以太網(wǎng)電信基礎(chǔ)設(shè)備,,推出了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的Virtex-5 TXT平臺(tái)。該公司亞太區(qū)銷(xiāo)售部副總裁楊飛介紹說(shuō),,Virtex-5 TXT集成了48個(gè) 6.5Gbps GTX收發(fā)器,,而且GTP收發(fā)器在低功耗模式3.5Gbps時(shí)只消耗100mw功耗,在6.5Gpbs高速模式下功耗小于200mw,。同時(shí),,Virtex-5 TXT器件目前還可用于構(gòu)建600Gbps總帶寬的網(wǎng)絡(luò)橋接,例如:100GbE至120Gbps Interlaken;40Gbps Quad XAUI至50Gbps Interlaken,;OC-768至OTU-3,;SFI-5 至4xSFI4.2。
?
此外,,Xilinx與Sarance Technologies公司還共同推出了100GE MAC解決方案,,可以利用Virtex-5 FPGA實(shí)現(xiàn)全功能IEEE 802.3ba的標(biāo)準(zhǔn)。目前,,采用了兩片Virtex-5 FXT FPGA,、10個(gè)外部10Gbps PHY以及眾多系統(tǒng)側(cè)接口的該解決方案已經(jīng)在第1層供應(yīng)商硬件原型上運(yùn)行。
?
采用了Virtex-5 TXT FPGA平臺(tái)的100GE MAC-to-Interlaken橋接解決方案在單片F(xiàn)PGA和三個(gè)外部多路SERDES復(fù)用器內(nèi)集成了全部功能,。在具體的設(shè)計(jì)中,,內(nèi)建于GTX 收發(fā)器的Xilinx專用64/66和64/67編碼/解碼功能,可節(jié)約近1/5的邏輯資源和功耗,。
?
目前Virtex-5 FPGA有兩個(gè)型號(hào),,分別是TX150T和TX240T,現(xiàn)有的設(shè)計(jì)工具(包括ISE Design工具套件,、用于設(shè)計(jì)優(yōu)化的PlanAhead Tool,、ChipScope Pro Serial I/O工具套件以及來(lái)自Synopsys公司的HSPICE models、Mentor 公司的ELDO,、Ansoft 公司的Nexxim,、Agilent公司的ADS、Mentor公司的SI工具等)都可以支持該器件的開(kāi)發(fā),。楊飛表示,,Xilinx以及Xilinx的第三方合作伙伴也提供PCIE2.0、10GE等IP,。
?
看準(zhǔn)40G/100G網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)機(jī)遇的不止Xilinx公司,。美國(guó)FPGA初創(chuàng)公司Achronix近日宣布,全球速度最快的FPGA產(chǎn)品SPEEDSTER SPD60現(xiàn)已開(kāi)始供貨,。值得注意的是,,采用TSMC 65nm工藝制造的SPD60可同時(shí)支持20個(gè)10.3 Gbps串行器/解串器(SerDes)、4個(gè)獨(dú)立的1066 Mbps DDR2/DDR3存儲(chǔ)器接口等標(biāo)準(zhǔn),。
?
盡管創(chuàng)始人,、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官John Lofton Holt一再聲稱,Achronix將不會(huì)與Altera,、Xilinx展開(kāi)直接競(jìng)爭(zhēng),。但他也同時(shí)強(qiáng)調(diào)說(shuō),運(yùn)營(yíng)商目前都非常迫切地想把40G/100G以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)配置到自己的核心網(wǎng)絡(luò)中去,,而10.3G SerDes將是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù),。
?
Speedster 10.3Gbps SerDes可支持多種高速接口,比如40G/100G以太網(wǎng)、CEI-6G,、10Gbps背板,、XFI、PCI Express(Gen1& Gen2),、XAUI,、Serial Rapid IO 以及Infiniband等。此次發(fā)布的SPD60中集成的10.3G SerDes據(jù)稱也是全球最快速的FPGA 可編程SerDes IO,。
?
“我們認(rèn)為對(duì)10G serdes的需求會(huì)在明年初爆發(fā),,”Altera公司的Greenfield表示,,“Verizon, AT&T和其他公司希望到2010年就能展開(kāi)40Gbit和100Gbit系統(tǒng),,所以在2009年底就要進(jìn)行區(qū)域測(cè)試,因此至少要在2009年初提供支持的芯片,?!?
?
Altera已經(jīng)在他們的內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展10G serdes的設(shè)計(jì),并在明年初就可以在他們的FPGA上實(shí)現(xiàn),,Greenfield透露,,他們的40nm FPGA的最初產(chǎn)品在年底就能達(dá)到8.5G serdes。
?
?