基于FPGA的高速串行传输接口研究与实现
摘 要:介绍了FPGA最新一代器件Virtex25上的高速串行收发器RocketIO。基于ML505开发平台构建了一个高速串行数据传输系统,重点说明了该系统采用RocketIO实现1. 25Gbp s高速串行传输的设计方案。实现并验证了采用FPGA完成千兆串行传输的功能目标,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础。
引言
在数字系统互连设计中,高速串行I/O技术取代传统的并行I/O技术成为当前发展的趋势。与传统并行I/O技术相比,串行方案提供了更大的带宽、更远的距离、更低的成本和更高的扩展能力,克服了并行I/O 设计存在的缺陷。在实际设计应用中,采用现场可编程门阵列( FPGA)实现高速串行接口是一种性价比较高的技术途径。
Xilinx的最新一代FPGA芯片Virtex-5 LXT[ 1 ] ,是Virtex产品线的第五代产品,采用先进的65nm三栅极氧化层工艺、新型Exp ressFabric技术和ASMBL 架构。Virtex25 LXT分别针对高速逻辑、数字信号处理、嵌入式处理和串行连接等应用领域进行优化。与前一代FPGA相比,Virtex25在性能和密度方面取得了巨大进步:速度平均提高30%,容量增加65%,动态功耗降低35%,静态功耗保持相同的低水平,占用面积减少45%。Virtex25 LXT芯片内置了最多24个RocketIO收发器,支持从100Mbp s到3. 75Gbp s串行数据传输速率,并支持目前流行的高速串行I/O接口标准。
本文从时钟、复位、电源控制、发送和接收逻辑等关键方面,论述了采用Virtex2 5 LXT芯片内的RocketIO实现高速串行传输接口设计。基于ilinxML505开发平台实现了高速串行数据传输系统,重点说明了RocketIO特性和1. 25Gbp s高速串行传输的实现技术。
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引言
在数字系统互连设计中,高速串行I/O技术取代传统的并行I/O技术成为当前发展的趋势。与传统并行I/O技术相比,串行方案提供了更大的带宽、更远的距离、更低的成本和更高的扩展能力,克服了并行I/O 设计存在的缺陷。在实际设计应用中,采用现场可编程门阵列( FPGA)实现高速串行接口是一种性价比较高的技术途径。
Xilinx的最新一代FPGA芯片Virtex-5 LXT[ 1 ] ,是Virtex产品线的第五代产品,采用先进的65nm三栅极氧化层工艺、新型Exp ressFabric技术和ASMBL 架构。Virtex25 LXT分别针对高速逻辑、数字信号处理、嵌入式处理和串行连接等应用领域进行优化。与前一代FPGA相比,Virtex25在性能和密度方面取得了巨大进步:速度平均提高30%,容量增加65%,动态功耗降低35%,静态功耗保持相同的低水平,占用面积减少45%。Virtex25 LXT芯片内置了最多24个RocketIO收发器,支持从100Mbp s到3. 75Gbp s串行数据传输速率,并支持目前流行的高速串行I/O接口标准。
本文从时钟、复位、电源控制、发送和接收逻辑等关键方面,论述了采用Virtex2 5 LXT芯片内的RocketIO实现高速串行传输接口设计。基于ilinxML505开发平台实现了高速串行数据传输系统,重点说明了RocketIO特性和1. 25Gbp s高速串行传输的实现技术。
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