紧凑的、具有成本效益的低功耗以太网至网络处理器桥

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当电信运营商和有线电视业务提供商开始向客户推出决定性的举措和VoD服务时,原始设备制造商正全力开发基于IP(Internet协议)的系统,包括PON、CMTS、IP DSLAM以及其他的接入和最后一英里设备。普通的基础物理层对此使用的是无处不在的以太网技术,目前与高级的QoS覆盖结合在一起。工程师正投入更多的努力把交换以太网背板连接到系统线卡,特别是网络处理器。系统设计师常选择以太网交换机和有独立特性的网络处理器,而很少考虑把这两者互联所带来的挑战。工程师仅需要面临开发桥、整合解决方案和节约成本实现设计的挑战。由于接口以很高的速率运行,所以还必须关注功耗。

典型的基于以太网的系统结构由以太网交换机所组成,依次由几个连接到一连串的基于网络处理器的线卡的10Gbps链路组成。参见图1。

在交换10Gpbs系统,以太网交换机结构提供一系列XAUI端口。每个XAUI端口有4个3.125Gbps的SERDES。这些串行端口通过背板或者中间结构完美地连接到线卡。

有些以太网交换机包括端??换、流量控制或者用于服务质量要求的地址信息,在原来的以太网标准中没有服务质量要求的内容。为了保持10G线速,这些XAUI端口的运行速率要高于指定的每个通道3.125Gbps的速率。运行在3.75Gbps的BROADCOM HiGig+协议就是一个例子。运行这些所有权协议时,额外的开销允许客户开发自定义的应用交换,通过网络智能地传递通信量。此外,针对基于IP的应用,这些交换堆栈协议具有无约束的可量测性。

拥有网络处理器的线卡常用SPI4.2接口。SPI4.2是流行的运行速率可以超过10Gbps的高速并行接口,用于网络处理器、通信流量管理器、媒体接入控制(MAC)等。SPI4.2使用并行的16位宽的LVDS发送和接收源同步接口。为了处理流量控制,在状态通道有额外的电路。在SPI4.2链路上发送的数据作为一个包,或者猝发的多个包,并拥有控制头描述每个猝发。每个包控制头还识别与猝发数据相关的SPI4.2通道。这些位可用来把整个链路分割成各种通道。SPI4.2规范支持每个链路多达256个通道。很明显在SPI4.2和XAUI之间存在着很大的物理和协议差异。由于这个原因,SPI4.2接口必须桥接到XAUI链路。

图1 :基于以太网的系统结构。

为了将XAUI(或者更快时钟的XUAI)链路连接到SPI4.2接口,要构建一个能够引导数据通过4个主要单元的桥。针对XAUI至SPI4.2桥,主要单元为:(1)XAUI SERDES终端;(2)10G MAC;(3)协议转换逻辑;(4)SPI4.2接口。此外还要有微处理器接口,用来配置每个桥的单元。参见图2。

图2:连接到SPI4.2接口的XAUI(或者更快时钟的XUAI)链路。

 

   来源:维库开发网
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