IDT: микросхемы для реализации физического уровня протокола PCI Express
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).
Рис. 1. Архитектура шины PCI Express:
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-DIММ; специализированные интерфейсные микросхемы PCI Express; аудиокодеки для звуковых карт; тактовые устройства, генерирующие тактовые частоты для ЦП, шины PCI устройств ввода/ вывода персональных компьютеров.
DP (Downstream port) — нисходящий порт; UP (Upstream port) — восходящий порт
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/c для спецификации Gen1 и до 5 Гбайт/c для спецификации Gen2.
Рис. 2. Внутренняя структура коммутатора 89HPES16H16
К другим преимуществам микросхем семейства IDT PCI Express относятся универсальность, масштабируемая производительность 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].
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 |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES22H16 |
22 |
16 |
Gen1 |
1.1 |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES22H16G2 |
22 |
16 |
Gen2 |
2.0 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES32H8 |
32 |
8 |
Gen1 |
1.1 |
31×31 мм, 900-ball BGA |
89HPES32H8G2 |
32 |
8 |
Gen2 |
2.0 |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES34H16 |
34 |
16 |
Gen1 |
1.1 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES34H16G2 |
34 |
16 |
Gen2 |
2.0 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES48H12 |
48 |
12 |
Gen1 |
1.1 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES48H12G2 |
48 |
12 |
Gen2 |
2.0 |
27×27 мм, 676-ball BGA |
89HPES48H12AG2 |
48 |
12 |
Gen2 |
2.0 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES64H16 |
64 |
16 |
Gen1 |
1.1 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES64H16G2 |
64 |
16 |
Gen2 |
2.0 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
89HPES64H16AG2 |
64 |
16 |
Gen2 |
2.0 |
35×35 мм, 1156-ball BGA |
Inter-Domain |
|||||
89HPES8NT2 |
8 |
2 |
Gen1 |
1.0a |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES12NT3 |
12 |
3 |
Gen1 |
1.0a |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES16NT2 |
16 |
2 |
Gen1 |
1.0a |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES24NT3 |
24 |
3 |
Gen1 |
1.0a |
27×27 мм, 420-ball BGA |
I/O Expansion |
|||||
89HPES3T3 |
3 |
3 |
Gen1 |
1.1 |
10×10 мм, 132-lead QFN 13×13 мм, 144-ball BGA |
89HPES4T4 |
4 |
4 |
Gen1 |
1.1 |
10×10 мм, 132-lead QFN 13×13 мм, 144-ball BGA |
89HPES4T4G2 |
4 |
4 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES5T5 |
5 |
5 |
Gen1 |
1.1 |
15×15 мм, 196-ball BGA |
89HPES6T5 |
6 |
5 |
Gen1 |
1.1 |
15×15 мм, 196-ball BGA |
89HPES6T6G2 |
6 |
6 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES8T5A |
8 |
5 |
Gen1 |
1.1 |
15×15 мм, 196-balll BGA |
89HPES10T4BG2 |
10 |
4 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES12N3A |
12 |
3 |
Gen1 |
1.1 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES12T3G2 |
12 |
3 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES12T3BG2 |
12 |
3 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES16T4 |
16 |
4 |
Gen1 |
1.1 |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES16T4AG2 |
16 |
4 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES16T4BG2 |
16 |
4 |
Gen2 |
2.0 |
23×23 мм, 288-ball BGA |
89HPES16T4G2 |
16 |
4 |
Gen2 |
2.0 |
23×23 мм, 288-ball BGA |
89HPES16T7 |
16 |
7 |
Gen1 |
1.1 |
25×25 мм, 320-ball BGA |
89HPES24N3A |
24 |
3 |
Gen1 |
1.1 |
27×27 мм, 420-ball BGA |
89HPES24T3G2 |
24 |
3 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES24T6 |
24 |
6 |
Gen1 |
1.1 |
27×27 мм, 420-ball BGA |
89HPES24T6G2 |
24 |
6 |
Gen2 |
2.0 |
19×19 мм, 324-ball BGA |
89HPES32T8 |
32 |
8 |
Gen1 |
1.1 |
31×31 мм, 500-ball BGA |
89HPES32T8G2 |
32 |
8 |
Gen2 |
2.0 |
23×23 мм, 484-ball BGA |
89HPES48T12 |
48 |
12 |
Gen1 |
1.1 |
35×35 мм, 1156-ballBGA |
89HPES48T12G2 |
48 |
12 |
Gen2 |
2.0 |
27×27 мм, 676-ball BGA |
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).
Рис. 3. Примеры оценочных плат для IDT PCIe коммутаторов
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
- Bhatt A. V. Creating a Third Generation I/O Interconnect; Desktop Architecture Labs Intel Corporation. www.express-lane.org
- http://www.idt.com/?id=162