下面簡單舉例SERDES的FPGA在通信和消費領域高速系統中的應用,從而擴展我們的視野。限于主旨和篇幅,所述內容不能深入,希望有興趣的讀者參考閱讀網站上相關的文章。Altera Stratix GX支持的高速標準以及參數特性如圖所示。
AlteraStratix GX支持的高速標準以及參數特性
Stratix IV高速LVDS端口特性如圖所示。
StratixIV 支持高速標準如圖所示。
Stratix IV GX支持如此豐富的高速標準,使得Altera FPGA被廣泛應用于高速系統。傳統的SERDES應用主要集中在如圖所示的通信網絡,特別是傳輸、交換、接入等領域,如SONET/SDH、DWDM、Optical Switching、Router、CMTS、DSLAM、ATCA、SAN、3G Mobile等系統的背板或線卡。隨著多媒體業務和消費電子的發展,SERDES正逐步應用于數字電視廣播、視頻點播等領域。下面對一些常見使用SERDES的高速系統舉例說明。
當代通信與數據網絡結構示意圖
(1)內嵌SERDES的FPGA在背板或芯片互連接口轉換中的應用。
內嵌SERDES的FPGA的最常見應用在于背板或芯片互連接口的轉換。本例為背板上兩個10G接口的轉換,通過內嵌高速SERDES的FPGA可實現XAUI到SP14.2接口的轉換,如圖所示。特別是Altera Stratix IV內嵌DPA功能對實現SP14.2這一復雜接口非常有益。
使用SERDES實現背板上XAUI到SPI4.2接口的轉換
(2)內嵌SERDES的FPGA在ATCA中的應用。
從圖所示的當代通信網結構可以看出,目前通信網中不同層次、不同應用領域的通信接口紛繁復雜,不同芯片和設備制造商提供的解決方案各式各樣,所以在通信機房,不同廠商的單板和系統的互連互插性較差,不利于開發和維護。為了使通信接口高效、統一,PICMG(全球工業計算機制造組織)提供出了ATCA。ATCA(Advanced Telecom ComputingArchitecture,先進的通信計算機架構)即PICMG3標準,它為下一代融匯通信及數據網絡應用提供了一個高性價比、基于模塊化結構、兼容性好、可以擴展的硬件架構,同時ATCA還以模塊化結構形式良好地支持了現代傳輸需求與應用的發展。采用ATCA架構后,未來通信網及數據網將演化為如圖所示的結構,并進一步演化為圖所示的理想化結構。
未來通信與數據網絡結構示意圖
在ATCA系統中規定了如下子協議。
PICMG3.1:以太網和光線交換(Ethernet Switch Fabric)。
PICMG3.2:Infiniband交換(Infinibandswitch Fabric)。
PICMG3.3:星形交換(StarFabric switch Fabric)。
PICMG3.4:PCI Express。
PICMG3.5:Rapid IO。
每個子標準都可以說是基于高速SERDES的典型應用。
高端FPGA內嵌SERDES等硬核的發展趨勢,高速SERDES拓寬了FPGA的數據傳輸帶寬你,大規模的FPGA又為系統級解決方案提供了靈活快速的選擇,在高速ATCA領域中,內嵌SERDES的FPGA將扮演前所未有的重要角色。
(3)內嵌SERDES的FPGA的應用主要局限于通信領域,特別是傳輸、交換、接入、移動等領域,隨著消費需求的不斷發展,目前SERDES高速系統在傳統消費領域也有了廣泛的應用。如圖所示為數字電視(DTV ,Digital TV)數據廣播系統的示意框圖,使用內嵌FPGA參與DTV的系統解決方案主要有以下優勢。
FPGA靈活、市場響應快,適合應用于不斷演化的標準和因市場不斷革新的需求。
FPGA的內嵌高速SERDES或者高速I/O端口,可實現諸如SMPTE-259M(360Mbit/s)和SMPTE-292M(1.485Gbit/s和1.483Gbit/s)和DTV數據接口標準。
FPGA內嵌DSP或CPU等處理器的發展趨勢更好地支持了視頻、語音處理,為FPGA解決DTV系統提供了更好的性價比。
數字電視數據廣播系統結構示意圖
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原文標題:典型高速系統應用框圖舉例
文章出處:【微信號:ALIFPGA,微信公眾號:FPGA極客空間】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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