IDT: микросхемы для реализации физического уровня протокола PCI Express Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

IDT: микросхемы для реализации физического уровня протокола PCI Express

Современные процессоры и устройства ввода/вывода требуют гораздо большей пропускной способности, чем может обеспечить популярная в прошлом параллельная шина PCI (протоколы PCI 32/33, PCI-X1.0, PCI-X2.0 QDR), приближающаяся к своему теоретическому пределу производительности. Наступило время следующего поколения — последовательной шины PCI Express (PCIe), которая уже утверждена специальной рабочей группой Татьяна мамаева (PCI Special Interest Group, PCI SIG) в качестве стандартной шины ввода/

[email protected] вывода для новых устройств и систем [1].

Применение новой технологии «точка-точка» позволяет значительно увеличить пропускную способность шины PCI Express, но одновременно с этим требует добавления в топологию ввода/вывода нового элемента — ключа или коммутатора PCIe (рис. 1).

В спектре продукции динамично развивающейся компании IDT примерно треть приходится на долю рынка компьютерной техники — это специализированные микросхемы, ориентированные на применение в составе модулей памяти нового поколения FB-DIMM; специализированные интерфейсные микросхемы PCI Express; аудиокодеки для звуковых карт; тактовые устройства, генерирующие тактовые частоты для ЦП, шины PCI устройств ввода/ вывода персональных компьютеров.

Маршрутизатор DP DP DP

Z

Коммутатор

PCIe

UP

Конечная

точка

соединения

UP

Конечная

точка

соединения

Конечная

точка

соединения

Рис. 1. Архитектура шины PCI Express:

DP (Downstream port) — нисходящий порт; UP (Upstream port) — восходящий порт

Таблица. Характеристики микросхем семейства IDT PCI Express

Наименование Число линий Число портов Спецификация PCIe Ревизия PCIe Тип корпуса

System Interconnect

89HPES16H16 16 16 Gen1 1.1 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES22H16 22 16 Gen1 1.1 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES22H16G2 22 16 Gen2 2.0 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES32H8 32 8 Gen1 1.1 31x31 мм, 900-ball BGA

89HPES32H8G2 32 8 Gen2 2.0 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES34H16 34 16 Gen1 1.1 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES34H16G2 34 16 Gen2 2.0 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES48H12 48 12 Gen1 1.1 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES48H12G2 48 12 Gen2 2.0 27x27 мм, 676-ball BGA

89HPES48H12AG2 48 12 Gen2 2.0 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES64H16 64 16 Gen1 1.1 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES64H16G2 64 16 Gen2 2.0 35x35 мм, 1156-ball BGA

89HPES64H16AG2 64 16 Gen2 2.0 35x35 мм, 1156-ball BGA

Inter-Domain

89HPES8NT2 8 2 Gen1 1.0a 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES12NT3 12 3 Gen1 1.0a 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES16NT2 16 2 Gen1 1.0a 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES24NT3 24 3 Gen1 1.0a 27x27 мм, 420-ball BGA

I/O Expansion

89HPES3T3 3 3 Gen1 1.1 10x10 мм, 132-lead QFN 13x13 мм, 144-ball BGA

89HPES4T4 4 4 Gen1 1.1 10x10 мм, 132-lead QFN 13x13 мм, 144-ball BGA

89HPES4T4G2 4 4 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES5T5 5 5 Gen1 1.1 15x15 мм, 196-ball BGA

89HPES6T5 6 5 Gen1 1.1 15x15 мм, 196-ball BGA

89HPES6T6G2 6 6 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES8T5A 8 5 Gen1 1.1 15x15 мм, 196-balll BGA

89HPES10T4BG2 10 4 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES12N3A 12 3 Gen1 1.1 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES12T3G2 12 3 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES12T3BG2 12 3 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES16T4 16 4 Gen1 1.1 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES16T4AG2 16 4 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES16T4BG2 16 4 Gen2 2.0 23x23 мм, 288-ball BGA

89HPES16T4G2 16 4 Gen2 2.0 23x23 мм, 288-ball BGA

89HPES16T7 16 7 Gen1 1.1 25x25 мм, 320-ball BGA

89HPES24N3A 24 3 Gen1 1.1 27x27 мм, 420-ball BGA

89HPES24T3G2 24 3 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES24T6 24 6 Gen1 1.1 27x27 мм, 420-ball BGA

89HPES24T6G2 24 6 Gen2 2.0 19x19 мм, 324-ball BGA

89HPES32T8 32 8 Gen1 1.1 31x31 мм, 500-ball BGA

89HPES32T8G2 32 8 Gen2 2.0 23x23 мм, 484-ball BGA

89HPES48T12 48 12 Gen1 1.1 35x35 мм, 1156-ballBGA

89HPES48T12G2 48 12 Gen2 2.0 27x27 мм, 676-ball BGA

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 9 ’2009

x1

I-----------------к------------------1

SerDes

______________________

Уровень транзакций

Таблица маршрутизации Схема арбитража

16-портовое ядро коммутатора

Буфер фреймера Планировщик

її

її

SerDes

SerDes

Уровень транзакций Уровень транзакций Уровень транзакций

SerDes

x1

x1

x1

Рис. 2. Внутренняя структура коммутатора 89HPES16H16

Рис. 3. Примеры оценочных плат для IDT PCIe коммутаторов

Настоящая статья посвящена обзору семейства микросхем, реализующих физический уровень протокола PCI Express. На физическом уровне одна линия шины PCI Express образована двумя низковольтными дифференциальными парами проводников SerDes: одна для передачи данных, другая — для приема (рис. 2). Коммутаторы

IDT PCIe характеризуются высоким быстродействием и способны поддерживать на каждой такой линии скорость передачи данных до 2,5 Гбайт/с для спецификации Genl и до 5 Гбайт/с для спецификации Gen2.

К другим преимуществам микросхем семейства IDT PCI Express относятся универсальность, масштабируемая производи-

тельность и малое энергопотребление. Судя по номенклатуре, общее количество производимых компанией IDT микросхем коммутаторов PCIe превышает четыре десятка (таблица). Это значительно упрощает возможность выбора подходящих компонентов для реализации проектов разного уровня сложности. Микросхемы выпускаются в малогабаритных корпусах BGA и QFN, размер которых определяется количеством линий (“lanes”) и портов [2].

Коммутаторы PCI Express оптимизированы для применения в составе мобильных, серверных, встроенных и коммуникационных систем. Основным их назначением является организация высокопроизводительных последовательных межсоединений в системах с несколькими процессорами, ASIC, FPGA (chip-to-chip interconnect) или в оборудовании с множеством объединительных панелей (board-to-board interconnect). Для каждого семейства коммутаторов доступна оценочная плата, облегчающая проектирование решений на их основе (рис. 3).

В статье были кратко рассмотрены новые группы изделий корпорации IDT для реализации физического уровня протокола PCI Express. Более подробную информацию и рекомендации по применению этих микросхем можно получить на сайте производителя — www.idt.com. ■

Литература

1. Bhatt A. V. Creating a Third Generation I/O Interconnect; Desktop Architecture Labs Intel Corporation. www.express-lane.org

2. http://www.idt.com/?id=162

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 9 '2009

www.kit-e.ru