基于FPGA的高速串行传输接口的设计与实现
摘要: 串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本, 已成为业界首选, 被广泛应用于高速通信领域。提出了一种新的高速串行传输接口的设计方案, 改进了Aurora 协议数据帧格式定义的弊端, 并采用高速串行收发器Rocket I/O, 实现数据率为2.5 Gbps的高速串行传输。
关键词: 高速串行传输; Rocket I/O; Aurora 协议
1 引言
随着互联网的迅猛发展, 网络流量日益增大, 目前高速网络处理系统的板级互连带宽达到了G 比特速率级, 这对网络处理系统的处理速度和吞吐量是极大的挑战。传统的并行传输方式由于走线多、信号间串扰大等缺陷, 无法突破自身的速度瓶颈。而串行传输拥有更高的传输速率但只需要少量的信号线, 降低了背板开发成本和复杂度, 满足高频率远距离的数据通信需求, 被广泛地应用到各种高速数据通信系统设计中[3]。
近年来业界不乏成熟的支持高速串行传输的ASIC 晶片, 但为了顺应电子市场的发展趋势, 制造商需要缩短产品的面市时间, 同时无法避免产品不断更新换代, 各型号的订单数量已经大不如前, 因此ASIC 产品难以克服非经常性工程成本和高昂的掩膜成本。这给FPGA 提供了良好的发展机遇, FPGA 产
品以其设计的灵活性和低廉的成本, 正在取代ASIC 产品的统治地位, 成为主流选择。
为促使FPGA 芯片与串行传输技术更好地结合以满足市场需求, Xilinx 公司适时推出了内嵌高速串行收发器Rocket I/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升级的小型链路层协议———Aurora 协议。Rocket I/O支持从622 Mbps 至3.125 Gbps 的全双工传输速率, 还具有8 B/10 B 编解码、时钟生成及恢复
等功能, 可以理想地适用于芯片之间或背板的高速串行数据传输[2]。Aurora 协议是为专有上层协议或行业标准的上层协议提供透明接口的第一款串行互连协议, 可用于高速线性通路之间的点到点串行数据传输, 同时其可扩展的带宽, 为系统设计人员提供了所需要的灵活性[4]。但该协议帧格式的定义存在弊端, 会导致系统资源的浪费。
本文提出的设计方案可以改进Aurora 协议的固有缺陷, 提高系统性能, 实现数据率为2.5 Gbps 的高速串行传输, 具有良好的可行性和广阔的应用前景。
详情点击下载>>
关键词: 高速串行传输; Rocket I/O; Aurora 协议
1 引言
随着互联网的迅猛发展, 网络流量日益增大, 目前高速网络处理系统的板级互连带宽达到了G 比特速率级, 这对网络处理系统的处理速度和吞吐量是极大的挑战。传统的并行传输方式由于走线多、信号间串扰大等缺陷, 无法突破自身的速度瓶颈。而串行传输拥有更高的传输速率但只需要少量的信号线, 降低了背板开发成本和复杂度, 满足高频率远距离的数据通信需求, 被广泛地应用到各种高速数据通信系统设计中[3]。
近年来业界不乏成熟的支持高速串行传输的ASIC 晶片, 但为了顺应电子市场的发展趋势, 制造商需要缩短产品的面市时间, 同时无法避免产品不断更新换代, 各型号的订单数量已经大不如前, 因此ASIC 产品难以克服非经常性工程成本和高昂的掩膜成本。这给FPGA 提供了良好的发展机遇, FPGA 产
品以其设计的灵活性和低廉的成本, 正在取代ASIC 产品的统治地位, 成为主流选择。
为促使FPGA 芯片与串行传输技术更好地结合以满足市场需求, Xilinx 公司适时推出了内嵌高速串行收发器Rocket I/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升级的小型链路层协议———Aurora 协议。Rocket I/O支持从622 Mbps 至3.125 Gbps 的全双工传输速率, 还具有8 B/10 B 编解码、时钟生成及恢复
等功能, 可以理想地适用于芯片之间或背板的高速串行数据传输[2]。Aurora 协议是为专有上层协议或行业标准的上层协议提供透明接口的第一款串行互连协议, 可用于高速线性通路之间的点到点串行数据传输, 同时其可扩展的带宽, 为系统设计人员提供了所需要的灵活性[4]。但该协议帧格式的定义存在弊端, 会导致系统资源的浪费。
本文提出的设计方案可以改进Aurora 协议的固有缺陷, 提高系统性能, 实现数据率为2.5 Gbps 的高速串行传输, 具有良好的可行性和广阔的应用前景。
详情点击下载>>
