FPGA技术在网络互联领域的应用
         网络互联就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗来说，网络就是通过电缆、电话线、或无线通讯等互联的计算机的集合。目前，网络互联技术已成为信息社会的必需技术，人们可以通过网络通信、娱乐以及办公，有效地提高了生活效率和质量。由于网络互联的相关内容种类繁多，本专题按照通俗习惯进行内容安排，分为以太网、ATM、光传送网络以及汽车网络这4个专题，没有将无线网络纳入其中。虽然，ATM和光传送网络的关系非常密切，但我们认为ATM和IP网络是两类典型的对比网络技术，因此将ATM和光传送网络分别介绍。其中，汽车网络属于一个新兴应用，并且在近年获得了非常迅猛的发展，因此本专题对其进行专门介绍。 [ 阅读全文 ]

         以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，它具有很高的灵活性、可靠性。Xilinx 以太网解决方案涵盖低成本10/100 以太网应用和多端口千兆位级以太网应用。Virtex-5 FPGA 采用65nm 工艺制造而成，整合了4个三态以太网 MAC 硬模块，支持各种 PHY 接口，从采用 SelectIO技术的 MII 和到采用 GTP 收发器的 SGMII。内嵌的硬三态 MAC可有效减少设计和验证工作 ，并且为每个以太网 MAC 释放了大约 1800 个逻辑单元。此外，Xilinx还提供了两类嵌入式处理器选项在 Xilinx FPGA 内实现以太网解决方案：MicroBlaze 软处理器和集成式 PowerPC 处理器。

         目前的电信网以ATM技术为主，ATM的概念起源于1983年美国贝尔研究所Joh Tumer提出的快速分组交换(FPS)和1984年法国电信CENT提出的异步时分交换(ATD)思想。ATM将信息划分为48个字节定长信元和5个字节控制信息的信元头，它继承了分组交换的统计复用技术，用户若无信息发送，可不占用时隙，该时隙可让别的用户使用，从而提高了信道利用率。ATM具有分组交换和电路交换的优点： (1)传输速率可以灵活改变，既可以传送交换速度低至1kb/s的遥测信号，又能支持变速业务；(2)交换时延低，既支持非实时性业务，又支持实时性业务，同时提供数据、话音、图像、电视和多媒体等业务，实现各种业务的综合应用； (3)信道利用率高，采用统一的统计时分技术，实现信元的复用和交换。

         人们说到IP往往就意味着Internet，就意味着无连接通信方式和无连接通信技术。Internet是一个路由器加专线的存储转发型网络，而IP协议实质上是一种不需要预先建立连接，而直接依赖于IP分组头信息决定分组转发路径的数据协议，IP协议具有其他通信协议所没有的优点：(1)IP为一种网络互连协议，容易实现异种网络互连；(2)IP协议采用无连接技术，特别适合于电子邮件、信息检索等非实时的短报文通信；(3)具有统一的寻址体系，网络可扩展性强；(4)IP协议采用独立服务的模块化结构，可以支持多种不同应用，容易增加新业务。近来普遍看好的解决方案是使ATM与IP相结合技术应用于广域网，使用ATM技术来承载IP，这种方法可综合二者的长处。

         汽车网络属于一个新兴应用，并且在近年获得了非常迅猛的发展，目前的车载系统需要具备上百个专用的点对点连接，以满足开关、传感器、电机和控制器处理无数潜在的通信需求。Xilinx 与工业协会合作提供车载网络或多路技术，此技术可以通过一个串行数据总线在分布的电子模块间时进行传输，从而无需使用专用、庞大、昂贵而且复杂的点对点连线。通过将一个单独线缆上的多个信号进行时分复用，采用一系列数据总线来减少线缆数量。将信息发送到控制每项功能的独立控制模块，如防抱死制动、方向灯和仪表盘显示器。

         FPGA是对数据进行高速并行处理的理想器件，具有极强的灵活性和扩展性。FPGA总是通过增添简单实用的网络设备，解决由NPU引发的问题并紧跟市场。例如，Virtex-IIProFPGA包含高性能的可编程架构、嵌入式PowerPC处理器和3.125Gbps收发器，从而成为网络处理的理想选择。FPGA是OEM跨接层2/层3不同传输流并实现高速功能(如安全协处理器)的最佳选择。通过增强网络特性，FPGA可提供高性能的数据和控制处理功能。但与NPU不同，FPGA不带有内置的网络处理功能，因而必须通过编程以进行网络处理。