VP总线技术-国科环宇◆高速串行技术简介◆VPX总线技术和典型应用标准工业总线发展历程为什么要采用高速串行互连技术？※国防领域各种实际应用的需要☆高速数据采集、软件无线电、图形图像处理、实时视频传输☆例如：雷达信号采集：1GHz，12bit，多信道单信道所需带宽：1G×2＝2GByte/s多信道所需带宽：n×2GB/s※处理器处理能力的提高需要新的互连技术☆CPU主频：133M－>1G－>2G－>3G☆单芯片集成的处理器核：CPU：单核－>双核－>4核－>8核GPU：几百核☆数据处理能力：单个GPU卡：几百GFlopsGPU集群：TFlopsPCI/CPCI总线数据带宽：高速串行互连技术简介※何谓高速串行并行总线：一个时钟周期，数据的各位同时传送、接收高速串行：在数据线上将数据一位一位地依次传送、依次接收※高速串行互连技术的特点☆采用低压差分信号对组成串行传输通道信号传输速度更高、信号摆动更小、功耗低、抗干扰能力强☆时钟与数据合并进行传输克服时钟和数据的抖动问题、极大提高传输速率、降低IC引脚数，获得较佳的信号完整性☆采用点到点的互连方法独立的连接链路、独享带宽☆提供通道绑定（ChannelBonding）功能例如：×1通道：3.125Gbps×0.8=2.5Gbps×4通道：3.125Gbps×0.8×4=10GbpsVPX总线常用拓扑结构大家应该也有点累了，稍作休息※主流的高速串行协议介绍PCI-Express；RapidIO；10GbEthernet；Infiniband☆PCI-Express2002年，Intel、AMD、DELL、IBM主导完成规范，目前广泛应用在PC、服务器、存储、嵌入式计算、测量测试领域规范提供X1，X2，X4，X8，X16和X32通道多种选择，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。PCIe速率：2.5Gbaud，5Gbaud，8Gbaud，PCIe数据带宽：☆PCI-Express典型拓扑结构主流高速串行协议简介RapidIO体系结构※主流的高速串行协议介绍☆SRIO传输带宽：SRIO规范中支持的波特率：1.25G，2.5G，3.125G，6.25G按照6.25G波特率计算：4×6.25Gbps×0.8=20Gbps。☆PCIe和SRIO比较1）数据传送：协议开销：PCIe是60字节，SRIO是28字节；例如：当传输32字节时，PCIE的端到端可靠传输协议开销是188%，而RapidIO互连开销只是88%数据包最大有效载荷：PCIE是4096Bytes，SRIO是256BytesSRIO适合于小包传输、实时性强的嵌入式系统PCIe适合于高速图形数据等大数据传输场合2）应用场合：SRIO灵活的拓扑结构，更加适应异构、多主的系统应用；PCIe的树形拓扑架构保证了与PCI系统的后向兼容性，实现简单、成本低廉※主流的高速串行协议介绍☆InfiniBandInfiniBand是一个统一的互联结构，主要用于磁盘阵列、SANs、LANs、服务器和集群服务器进行互联，目前主要应用在HPC(高性能计算)、企业数据中心。InfiniBand特点：1）高带宽：4xQDR40Gbps,12xQDR120Gbps；2）低时延：交换机时延140ns、应用程序时延几μs3）支持RDMA(RemoteDirectMemoryAccess)※主流的高速串行协议介绍☆10G以太网10G以太网（802.3ae）标准是2002年7月在IEEE通过。传输介质：光纤，多模光纤300米，单模光纤10～40公里。由于企业和电信市场的需求和网络体系结构各不相同，802.3ae标准支持以下不同应用中的编码方式：8B/10B编码－－10GBASE－X；64B/66B－－10GBASE－R；SONET兼容的帧封装－－10GBASE－W；2006年6月，IEEE802.3an10GBASE-T规范得以批准通过。传输介质：UTP铜质电缆，CAT6类线缆，100米接口：支持RJ45VPX总线的发展历史传统并行总线无法满足海量数据对传输带宽的要求。传统总线系统在坚固性方面，不能适应航空航天控制、海底勘探考察、灾难检测、导弹发射控制、雷达监测及电子对抗等领域的恶劣工作环境。VITA组织于2006年首次推出VPX总线技术标准（VITA46）和REDI加固增强的机械设计规范（VITA48），不仅在带宽上突破Gigabytes传输，而且非常好的解决了加固，高速互联，管理等各个方面的问题，可以广泛的应用在航空、航天、雷达、海底勘探、通信等领域。VITA46系列标