About / Advertise
Apex II klarar kommunikation upp till 366 Gbit/s
Nära tre gånger så mycket kommunikation. Dubbelt så mycket logik och dubbelt så mycket minne som föregångarna. Det är vad de programmerbara logiska kretsarna i Alteras serie Apex II klarar.
Nära tre gånger så mycket kommunikation. Dubbelt så mycket logik och dubbelt så mycket minne som föregångarna. Det är vad de programmerbara logiska kretsarna i Alteras serie Apex II klarar.
Kommunikation har varit den stora ledstjärnan när Altera tagit fram sina senaste programmerbara logikkretsar i serien Apex II, den fjärde generationen i Apex-familjen. Företaget vill inte längre att programmerbara kretsar ska begränsas till styrlogik - ambitionen är att ta hand om datavägarna i Internetprodukter som hanterar röst, data och bild.
Kommunikationsmöjligheterna kan delas upp i tre slag - datahantering, kommunikation med andra Apexkretsar och minneshantering. För datahanteringen har varje krets 32 ingångar och lika många utgångar som var och en klarar 1 Gbit/s med hjälp av full LVDS (low voltage differential signalling). Dessutom har varje krets 56 eller 88 in- och utgångar, som klarar 624 Mbit/s och därtill ytterligare drygt 300 in- och utgångar som klarar upp till 334 Mbit/s.
Totalt får den största kretsen därmed en sammanlagd teoretisk bandbredd på 366 Gbit/s, vilket är nära tre gånger så mycket som företagets hittills mest kommunikationsintensiva krets. Tack vare de höga datahastigheterna klarar kretsarna de flesta nödvändiga protokoll, som Rapid IO, Utopia, Flexbus, Pos-Phy nivå 4 och HSTL.
En klocka matar flera kretsar
Trots de höga datahastigheterna behöver inte kretsarna klockas med mer än 100 MHz. Inbyggda faslåsta slingor (PLL) skruvar upp klockfrekvensen till de GHz som behövs internt.
En och samma klocka kan mata flera Apex II-kretsar på samma kort. När dessa kretsar ska kommunicera med varandra används också full LVDS. Tack vare en synkroniseringsfunktion behöver inte klocksignalen skickas med datasignalen.
Altera betonar också förmågan att hantera olika typer av externa minnen - både SRAM och DRAM av alla sorter i datahastigheter från 200 till 668 Mbit/s.
Apex II finns i fem varianter med mellan 16 000 och 89 000 logikelement. Utnyttjas kretsarna maximalt går det teoretiskt att få in mellan 1,9 och 7 miljoner grindar, men i praktiken ryms typiskt mellan 600 000 och 4 miljoner grindar. Den största Apex II-kretsen är därmed ungefär dubbelt så stor som Alteras hittills största krets i Apex KC-serien. Den minsta av nykomlingarna är runt hälften så stor som denna. även minnet hos de nya kretsarna har ökat. De innehåller från 425 kbit till 1,5 Mbit RAM per krets. Minnena ligger i block om 4 kbit som vart och ett har två portar. Blocken kan också användas som enports 2 kbitsminnen. Minnet utgör mellan 10 och 20 procent av kretsytan.
De nya kretsarna kräver förstås en hel del av konstruktionsverktygen. Altera har därför vidareutvecklat programvaran Quartus och kallar följdriktigt den nya versionen för Quartus II, som bland annat reducerar kompileringstiderna med ungefär hälften. Bland nymodigheterna finns också en funktion för beräkning av effektutvecklingen, som i dessa kretsar i värsta fall kan bli så hög som 10 W.
Kretsarna tillverkas av TSMC i en 0,15 µm kopparprocess och är gjorda för 1,5 V matning. Under året ska TSMC börja tillverka dem i 0,13 µm. Första proverna kommer i maj.
Kommunikationsmöjligheterna kan delas upp i tre slag - datahantering, kommunikation med andra Apexkretsar och minneshantering. För datahanteringen har varje krets 32 ingångar och lika många utgångar som var och en klarar 1 Gbit/s med hjälp av full LVDS (low voltage differential signalling). Dessutom har varje krets 56 eller 88 in- och utgångar, som klarar 624 Mbit/s och därtill ytterligare drygt 300 in- och utgångar som klarar upp till 334 Mbit/s.
Totalt får den största kretsen därmed en sammanlagd teoretisk bandbredd på 366 Gbit/s, vilket är nära tre gånger så mycket som företagets hittills mest kommunikationsintensiva krets. Tack vare de höga datahastigheterna klarar kretsarna de flesta nödvändiga protokoll, som Rapid IO, Utopia, Flexbus, Pos-Phy nivå 4 och HSTL.
En klocka matar flera kretsar
Trots de höga datahastigheterna behöver inte kretsarna klockas med mer än 100 MHz. Inbyggda faslåsta slingor (PLL) skruvar upp klockfrekvensen till de GHz som behövs internt.
En och samma klocka kan mata flera Apex II-kretsar på samma kort. När dessa kretsar ska kommunicera med varandra används också full LVDS. Tack vare en synkroniseringsfunktion behöver inte klocksignalen skickas med datasignalen.
Altera betonar också förmågan att hantera olika typer av externa minnen - både SRAM och DRAM av alla sorter i datahastigheter från 200 till 668 Mbit/s.
Apex II finns i fem varianter med mellan 16 000 och 89 000 logikelement. Utnyttjas kretsarna maximalt går det teoretiskt att få in mellan 1,9 och 7 miljoner grindar, men i praktiken ryms typiskt mellan 600 000 och 4 miljoner grindar. Den största Apex II-kretsen är därmed ungefär dubbelt så stor som Alteras hittills största krets i Apex KC-serien. Den minsta av nykomlingarna är runt hälften så stor som denna. även minnet hos de nya kretsarna har ökat. De innehåller från 425 kbit till 1,5 Mbit RAM per krets. Minnena ligger i block om 4 kbit som vart och ett har två portar. Blocken kan också användas som enports 2 kbitsminnen. Minnet utgör mellan 10 och 20 procent av kretsytan.
De nya kretsarna kräver förstås en hel del av konstruktionsverktygen. Altera har därför vidareutvecklat programvaran Quartus och kallar följdriktigt den nya versionen för Quartus II, som bland annat reducerar kompileringstiderna med ungefär hälften. Bland nymodigheterna finns också en funktion för beräkning av effektutvecklingen, som i dessa kretsar i värsta fall kan bli så hög som 10 W.
Kretsarna tillverkas av TSMC i en 0,15 µm kopparprocess och är gjorda för 1,5 V matning. Under året ska TSMC börja tillverka dem i 0,13 µm. Första proverna kommer i maj.
Adam Edström
