40G-100G有线通信向FPGA伸出橄榄枝

1、40G/100G有线通信向 FPGA伸出橄榄枝目前，家庭视频和高级商业服务业务的快速发展对全球电信网络的带宽提出了更大挑战。 为了应对上述挑战，运营商们正在追求包括40Gbps SONET(OC-768 和 OTU3)、40GE 以太网、以及100GE以太网在内的更高的端口速率。同时，IEEE高速串行10工作组有关40GE和100GE标准(IEEE 802.3ba)的制定工作也已经接近尾声。相关数据显示，到2016年，40GE和100GE系统市值有望达到 42亿美元。对40GE和100GE 等新的解决方案的最初需求主要来自大型数据和交换中心，但最新的趋势表明，文件和存储 虚拟化、高分辨率图像和

2、视频等也需要更高速率的接口。这些需求都对系统和硬件设计人员提出了多方面的挑战。工程师开发的硬件在从 10G 至40G再到100G的迁移过程中，要能够满足链路可靠运行的信号完整性要求。除了必须支持多种连接协议外，还要能够适应100G光学模块和媒体接入控制器 (MAC)之间接口标准演化所带来的变化。当然，产品快速面市的要求也为设计人员带来挑战。过去几年的时间里，FPGA在网络和电信系统开发中的角色得到了很大的扩展，不再是仅仅用于集成电路板上不同元器件之间的桥接逻辑。基于FPGA的解决方案既提供了专用芯片解决方案所具有的功能、性能和灵活性，同时又降低了开发成本。随着FPGA器件成本不断降低以及密度/

3、性能的不断提高，今天的FPGA已经可以覆盖从最低端的DSLAM和以太网交换机直到最高端的核心路由器和WDM设备。适用于40G和100G网络的FPGAW决方案日前，Xilinx 公司针对下一代100G以太网电信基础设备，推出了经过优化的Virtex-5TXT平台。该公司亚太区销售部副总裁杨飞介绍说，Virtex-5 TXT集成了 48个6.5Gbps GTX收发器，而且 GTP收发器在低功耗模式 3.5Gbps时只消耗100mw功耗，在6.5Gpbs高速模式 下功耗小于200mw同时，Virtex-5 TXT器件目前还可用于构建 600Gbps总带宽的网络桥接， 例如：100GbE 至 120G

4、bps In terlake n; 40Gbps Quad XAUI 至 50Gbps In terlake n ; OC-768至 0TU-3； SFI-5 至 4xSFI4.2 。此外，Xili nx 与Sara nee Tech nologies公司还共同推出了 100GE MAC解决方案，可以利用Virtex-5 FPGA实现全功能IEEE 802.3ba的标准。目前，采用了两片 Virtex-5 FXT FPGA 10个外部10Gbps PHY以及众多系统侧接口的该解决方案已经在第1层供应商硬件原型上运行。采用了 Virtex-5 TXT FPGA 平台的 100GE MAC-to-

5、Interlaken 桥接解决方案在单片 FPGA 和三个外部多路SERDES复用器内集成了全部功能。在具体的设计中，内建于GTX收发器的Xilinx 专用 64/66 和 64/67 编码/ 解码功能，可节约近 1/5 的逻辑资源和功耗。目前Virtex-5 FPGA 有两个型号，分别是 TX150T和TX240T，现有的设计工具(包括ISE Design 工具套件、用于设计优化的 PlanAhead Tool 、ChipScope Pro Serial I/O 工具套件 以及来自 Synopsys 公司的 HSPICE models、Mentor 公司的 ELDO、 Ansoft 公司的

6、Nexxim、 Agilent 公司的 ADS、Mentor 公司的 SI 工具等 ) 都可以支持该器件的开发。 杨飞表示， Xilinx以及Xili nx 的第三方合作伙伴也提供PCIE2.0、10GE等IP。看准40G/100G网络市场机遇的不止 Xilinx 公司。美国FPGA初创公司Achronix近日宣布，全球速度最快的FPGA产品SPEEDSTERPD60现已开始供货。值得注意的是，采用TSMC35nm 工艺制造的 SPD6C可同时支持 20个10.3 Gbps串行器/解串器(SerDes)、4个独立的1066 Mbps DDR2/DDR存储器接口等标准。尽管创始人、董事长兼首席执

7、行官 John Lofton Holt 再声称，Achronix将不会与Altera、 Xilinx 展开直接竞争。但他也同时强调说，运营商目前都非常迫切地想把40G/100G以太网接口标准配置到自己的核心网络中去，而 10.3G SerDes 将是实现这一目标的关键技术。Speedster 10.3Gbps SerDes可支持多种高速接口，比如 40G/100G以太网、CEI-6G、10Gbps背板、 XFI、PCI Express(Gen1& Gen2)、 XAUI、 Serial Rapid IO 以及 Infiniband 等。此次 发布的SPD60中集成的10.3G SerDes据称也是全球最快速的FPGA可编程SerDes IO。“我们认为对 10G serdes 的需求会在明年初爆发，” Altera 公司的 Greenfield 表示， “Verizon, AT&T 和其他公司希望到 2010 年就能展开 40Gbit 和 100Gbit 系统，所以在 2009 年底就要进行区域测试，因此至少要在20