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更新传统接口——串行RapidIO交换器的应用优势
发布时间:2018-06-29 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- EMIF64 是由 Texas Instruments 开发的一款专利接口，在业内应用多年，反响良好。但是，EMIF64 现正用于从未尝试的 DSP 至 DSP 连接等应用。本文阐述了与以相同有效带宽运行的串行 RapidIO交换器相比，采用 FPGA 的八端口 EMIF64 交换器具有的优缺点。
EMIF 标准是一种成熟、稳定的并行外部存储器接口，且已在许多应用中证明大有益处。但其能力仅限于主机，且需要昂贵的 CPU 中断服务程序，以便将系统内其他主机的数据传入设备。支持 EMIF 接口可能还需要庞大的软件开销（取决于数据传输的大小及频率）。图 1 所示的是传统的EMIF 应用示例，通过CPU 中断+ EDMA 方法从 CR ASIC 传至 DSP 的传输形式。
通过选择串行 RapidIO 等先进的系列接口，可实现诸多一般优点：
* 可配置性及性能 – RapidIO以 1.25、2.5 及 3.125Gb的速率支持每个链接，且可支持多达八个 4x链接或十六个 1x 链接。具有确定性及低延时的特点，且提供无阻塞交换矩阵架构。
* 控制 – RapidIO 具有可配置的 CPU 中断控制、支持错误管一体电感理及通过性能监控统计支持拥塞控制等特点。它还提供用于硬件错误恢复的 CRC 处理。
* 软件支持 – 纳入硬件终止端点从而实现较低的软件开支。另外，RapidIO 只要求低水平的配置及功能支持，同时提供高度抽电感器厂家象的信息传递 API。它还具有 CPU 开销无需由传输数据的大小决定（例如通过少量控制讯息）的优点。
图2显示与图1相同的电感器生产应用，而在实施时采用串行 RapidIO。采用此方法而不选择 EMIF64 的具体优点可概述为以下几点：
* 灵活性 –EMIF64 的局限性包括：它不是一个开放式标准接口，且其带宽限于 8Gb/s 半双工。另外，它并非可扩展的解决方案。相反，串行 RapidIO 具有开放式标准接口、带宽可扩展至高达 20Gb/s 及可扩展架构。
* 性能 – EMIF64 属于损耗系统，不会存储和转发，也不会提供数据的优先次序。另外，通过交换器时还具有不可确定的延时。串行 RapidIO 是无损耗系统，可保证数据包传送具有四个优先次序等级。通过交换器时具有可确定的延时。
* 开发成本 – 当采用 EMIF64 接口时，需要 FPGA 设计及确认资源。需承担的测试平台费用不可低估，且最后需要持续的产品支持。但是，采用串行 RapidIO，无需进行硅设计，且由于 EMIF64的相对I/O 要求更高，因此执行本解决方案的成本较低。同时，PCB 的复杂性降低----单个 64 位 EMIF 接口需要大约 97 只引脚，意味着八个端口的交换器只需要 776 只接口引脚----因此可降低成本。
* 其他优点 – 串行 RapidIO 提供 CRC 处理，可实现基于硬件的错误恢复，而EMIF64 无错误检测/纠正。另外，后者不会提供状态或确认反馈，而串行 RapidIO 提供错误管理及报告功能。此外，较宽的并行接口比串行接口占用更多的 PCB 空间。
两种解决方案基本相同的一点是功率需求。使用相等的带宽配置时二者的端点功耗大致相同。当在64位模式下以133MHz 工作频率运行时，EMIF 具有 8Gb/s 的半双工带宽。当在x4 模式下以1.25Gb/s 工作频率运行时，串行 RapidIO 具有4Gb/s 的全双工带宽。尽管交换器功耗取决于如何实施FPGA 及所包括的功能，但有关功耗大致相同。
图3显示Tundra Tsi578串行 RapidIO 交换器的组件示意图，该款交换器是 80Gb/s 全双工串行RapidIO 交换器，符合开放式标准及第1.3版（最新版本）串行 RapidIO 互连规范。适用于网状、矩阵架构与集成系统的高度可扩展解决方案 Tsi578，可为设计人员及架构工程师提供配置选项，以匹配各种网络、无线及视频基础架构应用的精确 I/O 带宽需求。它可配置高达八个 4x 链接或高达十六个1x 链接，且每个4x 链接可分解为两个 1x 链接。该款交换器支持 1.25、2.5 及 3.125Gb功率电感的速率，每个端口可配置为 1.25、2.5 或 3.125Gb/s。有关端口完全独立，且交换器支持混合的速度及带宽配置。
易用特点包括“热插拔”－带电插入或拔出现场可代替单元。在一般性能方面，该款交换器借助数据包直通功能实现低延时，并为线速终端和无阻塞交换矩阵架构提供全双工运行，并防止线路中枢发生堵塞。它还具有集成可编程的 XAUI SerDes功能。Tsi578 采用0.13um CMOS技术及27mmx27mm尺寸和67差模电感器5球栅的FCBGA封装，可向后兼容其上代产品 Tsi568A。
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