选择合适的FPGA千兆位收发器至关重要

2010-01-15 21:51:17来源: 赛灵思公司

  选择合适的千兆位收发器(GT)是通信和实时处理领域尤其需要重点考虑的设计事项,但特定的市场领域可能会存在太多的标准、协议或使用模型。有时针对某一种应用就会涉及到好几种标准,为了选择最适合的千兆位收发器,必须对各种协议的最新发展情况了如指掌。

  从无线通信到消费电子产品的众多不同市场领域都具有业界标准连接协议。了解高级协议及其与低层协议规范的关系并充分留意不同行业对 PHY 定义的情况,将有助于选择最好的LogiCORE IP高速串行收发器架构向导协议模板,进而实现我们的设计目标。首先来回顾一下这些相关协议。

  OSI:连接协议模板

  开放系统互连(OSI)是一种面向全球通信的ISO标准。该标准定义了一个分七层实施协议的框架。控制信息从某一站点的应用层开始向下逐层传递,直至最底层的物理层,随后通过通道传输到下一站点。而信息返回时经过各层的顺序则与之相反。

  三个PHY子层

  当前普遍使用的许多串行连接协议都在模仿OSI的分层模型。PHY层包括2〜3个子层,分别为物理编码子层(PCS)、物理介质连接(PMA)子层和可选的物理介质相关子层(PMD)。图1以方框图的形式显示了各层之间的关系。

Virtex-5 RX物理子层PCS、PMA和PMD示例方框图

图1 Virtex-5 RX物理子层PCS、PMA和PMD示例方框图

  数据包或数据在发送时以正向顺序传输,即从介质访问控制(MAC)层到PCS、PMA及PMD,而接收时的顺序则与之相反。

  PHY使用方面的混乱状态

  人们很容易将PHY误认为是硅芯片,而混淆其用途。PHY是一个包括子层的规范层。我们可用单一或多个器件实施设计人员通常称之为电子规范的PHY。对子层的使用主要取决于具体的细分市场和所用协议。

  通信协议中的PHY层通常使用的是PCS、PMA和PMD子层。图2显示的是在局域网应用中使用赛灵思TEMAC (10M/100M/1G) LogiCORE的示例,其中千兆位以太网MAC接连与1000BASE-X PCS/PMA和激光收发器1000BASE-X PMD进行通信。此时,PHY同时实施在了FPGA和可选的光学收发器器件之中。

以太网通信应用中的PHY PCS、PMA和PMD层示例

图2 以太网通信应用中的PHY PCS、PMA和PMD层示例

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关键字:FPGA  千兆位收发器

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0115/article_909.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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