Har vi måhända en ny guldhöna inom landets gränser? Förra året presenterade svenska Netcore världens snabbaste växlingskrets för ATM. Nu konstruerar man en Gigabit Ethernetkrets med en kapacitet på 16 Gbit/s. Giganterna Cisco, Bay Networks och Ericsson har redan visat sitt intresse.
 

Det är i Lund som en handfull ingenjörer jobbar i ett av Sveriges mest intressanta elektronikföretag. Här konstruerar man världens snabbaste växlingskretsar, transistor för transistor. Annan teknik framstår som förlegad vid sidan om den som utvecklas på Netcore.
 
Men i Netcores värld handlar det inte bara om att göra världens snabbaste växlingskretsar. Att vara lyhörd och snabbt kunna byta fokus på sin inriktning kan vara minst lika värdefullt.
 
Tills i början på mars i år var det växlingskretsar för ATM-nät som gällde hos Netcore. De första fullt fungerande provkretsarna skulle komma i augusti. Så hette det då.
- Sedan dess har vi svängt om. ATM-kretsarna ligger numera på is. Istället hårdprioriterar vi att få fram en växlingskrets för Gigabit Ethernet, säger Netcores vd Jan Nilsson.
 

Vändning efter en middag
 
Beslutet att byta inriktning togs efter en middagsbjudning i mars. Då träffade Jan Nilsson representanter från både Cisco och Bay Networks som menade att de vore betydligt mer intresserade av Netcores teknik om man kunde presentera något för ren Gigabit Ethernet.
 
Samma budskap har dessutom kommit från Ericsson.
- Och på den vägen är vi nu. Genom att vår grundarkitektur är mycket anpassningsbar har vi lyckats att gå från en ATM-lösning till Gigabit Ethernet på bara några veckor, säger Jan Nilsson.
 
Grundarkitekturen är frukten av ett forskningsprojekt med deltagare från Ericsson Components, Saab Dynamics samt universiteten i Lund och Linköping. Som slutkläm på projektet lyckades deltagarna ta fram ett chips som kunde switcha ATM-signaler med oerhörda 80 Gbit/s. Forskningschipset var dock oanvändbart utanför labbet, eftersom det utvecklade hela 30 W.
 
För att ta vara på tekniken startade Jan Nilsson förra året ett nytt företag tillsammans med professor Christer Svensson i Linköping och doktor Per Andersson i Lund. Under Netcores flagg har man sedan utvecklat en serie kretsar för switchning av ATM-trafik.
 
Huvudkretsen, CX-8, har åtta ingångar och åtta utgångar och en total bandbredd på 20 Gbit/s. Det var denna krets som skulle ha realiserats i kisel i augusti men som nu får vänta på sin tur i och med att Gigabit Ethernetkretsen, CXe-16, klivit in på arenan.
 

Arkitekturen passar för allt
 
Tricket - att gå från ATM till Gigabit Ethernet på mycket kort tid - ligger i att man redan från grunden tagit fram en mycket enkel arkitektur som lämpar sig för switchning i allmänhet.
 
Enkelheten ligger i att det inte finns några alternativa vägar för dataflödet som passerar genom kretsen. Inga loopar eller steg tillbaka existerar.
 
Ytterligare en finess är att data behandlas parallellt istället för seriellt. Den parallella strukturen gör att man kan uppnå mycket stor genomströmning av data även vid rimliga klockfrekvenser. Men även om de jobbiga förändringarna varit få finns det undantag.
 
Styrenheten är en sådan. Den har blivit betydligt mer komplicerad i Ethernetfallet. Anledningen är att ATM har celler med en konstant längd på 53 byte. I ATM-fallet har man därför kunnat konstruera en seriell till parallell omvandlare som är exakt en ATM-cell bred, 424 bitar alltså.
 
En sådan lösning går däremot inte att realisera i Ethernetfallet eftersom ett IP-paket kan variera mellan 64 och 1 500 byte. Istället har man konstruerat en seriell till parallell omvandlare som är 512 bitar bred. Den variabla paketlängden kräver en mer komplicerad styrning eftersom IP-paket större än 64 byte måste delas upp i flera celler och därefter bearbetas efter hand.
 
Slutresultatet är ett Gigabit Ethernet-chips som har 16 in- och utgångar med var sin anslutning på 1 Gbit/s. Det ger en total växlingskapacitet på 16 Gbit/s i ett enda chips, en bandbredd som får konkurrenterna att blekna.
- Ja, inom Ethernet har vi inte sett någon som har samma kapacitet som oss. Amerikanska MMC måste till exempel ha nio chips för att göra samma sak som vi gör i en krets. ändå får de bara ut halva kapaciteten, säger Jan Nilsson.
 
Att spekulera i vad andra har och inte har är Jan Nilsson annars försiktig med. Klart är dock att det Netcore idag får rum med på ett chips försöker andra få in i ett kopplingsskåp.
 

Tiden hänger på tillverkaren
 
Förhoppningen är att en prototyp av CXe-16 skall finnas framme vid årsskiftet. Vem som skall göra jobbet är ännu inte klart. Just nu är emellertid Jan Nilsson i USA och förhandlar med tre-fyra intresserade halvledartillverkare.
 
Tidsplanen för ett litet företag som Netcore är dock helt beroende av halvledartillverkarnas inställning.
- Om de vill hjälpa oss tar det bara några veckor innan vi kan börja tillverka. Vill de däremot gå den vanliga byråkratiska vägen kan det ta tre månader innan det är klart för en första sväng. När allt är klart kommer CXe-16 att tillverkas i en CMOS-process med kanallängden 0,35 µm.
 
Att välja CMOS är en självklarhet för Netcore. Genom professor Christer Svenssons institution i Linköping besitter man världskompetens inom området höghastighetselektronik på CMOS. Så arkitekturen är redan från början optimerad för denna kiselteknik.
- Idag är inte DRAM-processen lämplig att använda för snabb logik.
 
På sikt hoppas vi däremot på en kombinerad DRAM- och CMOS-process som borde vara idealisk för oss. En sådan process kommer sannolikt så småningom, eftersom den även är önskvärd för mikroprocesser, säger Svensson. När de första kretsarna är klara kommer de förmodligen att kosta runt 1 000 dollar styck. Men prispressen är hård på Gigabit Ethernet-lösningar.
- Fast kiselytan är inte större än runt 15 gånger 10 mm. Så även om vi måste gå ner till ett par hundra dollar per styck blir det en bra lönsamhet, säger Jan Nilsson.
 
När Gigabit Ethernet-chipset är färdigt är det tänkt att man återigen skall ta tag i ATM-konstruktionen. Förseningen beräknas till ett halvår. Därefter är det dags att slipa på arkitekturen för att om ytterligare ett år ta steget till en 0,25 µm-process.
- Då kommer vi att kunna tillverka växlingskretsar med bandbredden 80 Gbit/s och vettig effektförbrukning, säger Jan Nilsson Framtiden tycks alltså utstakad.
 
På sin förestående USA-resa är det inte heller enbart en halvledartillverkare som Jan Nilsson skall försöka knyta upp. Tanken är att han även skall anställa en person som skall starta ett kontor på andra sidan Atlanten.
- I dagsläget har jag tre personer på gång och en av dem tror jag är perfekt för verksamheten. Om allt går i lås har vi ett kontor igång om en till två månader i Orange County, strax söder om Los Angeles.
 

Samverkar över öresund
 
även på närmare håll håller Jan Nilsson på att sy ihop nya lösningar. Tanken är att Netcore skall köpa in sig i danska IP Semiconductors som utvecklar en krets för adressuppslagning. Det danska chipset har fått lovord av doktor Nick McKeown på Stanford, som gått igenom hela dess struktur.
 
Förhoppningen är att affären skall vara klar inom en vecka. Därefter har man, enligt Jan Nilsson, ett mycket intressant koncept att visa upp för företag som exempelvis Cisco. Annars är möjliga kunder inget han vill spekulera i just nu.
- Det är ett svårt dilemma det där. Går man ut för tidigt till kunderna tycker de att man inte kommit tillräckligt långt. Går man ur för sent är de redan uppbundna.
- Istället försöker vi se till att företag som Cisco, Bay Networks, Ericsson, Nokia, Siemens och Intel vet att vi finns och vad vi gör. Men trots att inga kunder ännu är uppknutna tror Jan Nilsson att det mot slutet av nästa år kommer att sitta Netcore-kretsar i växlar som går i volymproduktion.
 
På frågan om inte Netcore borde tillverka egna växlar är svaret klart och tydligt, nej. - Men det kan tänkas att vi startar ett separat bolag för att göra växlar, tillägger han. - Tanken har slagit mig. Hårt. Det svåra är bara att hitta rätt personer.
 
Anna Wennberg