FPGA应满足光通信大带宽需求

杭州晨晓科技有限公司运营总监秦学军：FPGA应满足光通信大带宽需求2010-08-24“在光通信应用中，FPGA器件通常用来实现协议处理、接口转换等功能。在这类产品中，FPGA具有开发周期短、功能灵活、可升级等优点。”FPGA与DSP、通用CPU都属于可编程器件，它们的应用分别侧重于不同的领域，相互之间也有些交叉。FPGA与ASSP的竞争关系更强些，随着技术和工艺的进步，FPGA相对ASSP的份额在不断上升。与串行处理的CPU相比，并行处理的FPGA一般处理底层的协议，相对上层应用协议要简单，但要求处理速度较快。由于FPGA通常都采用最先进的集成电路工艺，其性能和成本越来越被业界所接受，也在一定程度上取代了以前占主体地位的ASIC。至于在具体应用中到底应该选择FPGA还是ASIC，很大程度上取决于该产品的市场容量。因为ASIC的一次性投入比较高，所以企业会根据产品市场情况作一个评估，如果目标市场高于某个临界值，就会选择ASIC，反之则选FPGA。光通信技术发展最明显的特点就是带宽越来越大，从1GE到10GE再到40/100GE，人类对带宽的需求无止境。FPGA在光通信领域的应用最首要的条件就是要适应大带宽的需求，这就要求FPGA的IO及Serdes的吞吐量要足够大，IO/Serdes速率乘以IO/Serdes数量就是FPGA芯片总的接口带宽。一方面，就速率而言，普通IO速率要达到1GHz以上，Serdes速率要达到10GHz以上；另一方面，除了速率之外，IO及Serdes数量对这个系统也起着非常关键的作用。如今，光通信已转向全IP，FPGA要能适应IP协议的处理，对器件的存储功能有更高的要求。首先，FPGA内部最好能完成CAM的功能；其次，外挂RAM的带宽要足够大；此外，内部BlockRAM的容量也要足够大，内部BlockRAM的增加可以使一些应用移到片内，减少外部RAM带宽需求。在光通信应用中，功耗也是对FPGA的一大挑战。从系统角度来看，功耗大小和系统的稳定性有很大关系，同时，功耗也关系到系统整机的成本。FPGA处理器集成ARM内核为真正的FPGASoC提供了可能，ARM相比FPGA软核提供更强的性能和ARM程序开发的便利性，集成ARM的FPGA可以降低系统成本。目前ARM主要应用于一些成本比较敏感的领域，所以此种FPGA芯片成本控制相当重要。我公司主要从事OTN/PTN/PON设备的研发，不同的设备会选用不同的FPGA。