トランシーバ内蔵 Arria® II FPGA は、コストおよび消費電力重視のトランシーバ・アプリケーション向けに卓越したシステム帯域幅と消費電力効率を提供し、妥協のない技術革新を実現することができます。このトランシーバは、40nm テクノロジをベースにしており、バックプレーン・アプリケーションおよびチップ間アプリケーション向けに卓越したジッタ性能と優れたシグナル・インテグリティを実現する多数の機能を備えています。Arria II トランシーバは、新しい規格や独自のシリアル・プロトコルを 最大 6.375 Gpbs でサポートします。そして、トランシーバにはこれらのプロトコルの実装を簡略化するようにコンフィギュレーション可能な複数のデジタル・ブロックを備えています。
トランシーバの主な特長
- Arria II GX FPGA: クロック・データ・リカバリー（CDR）機能を備え、600 Mbps ～ 6.375 Gbps のデータ・レートをサポートする、最大 16個のトランシーバ
- Arria II GZ FPGA: クロック・データ・リカバリー（CDR）機能を備え、600 Mbps ～ 6.375 Gbps のデータ・レートをサポートする、最大 24個のトランシーバ
- 業界標準のプロトコルおよび独自プロトコルを実装するための、柔軟でコンフィギュレーションが容易なトランシーバ・データパス
- プログラマブル・プリエンファシス設定、および調整可能な差動出力電圧（VOD）により、シグナル・インテグリティが向上
- 最大 7dB のゲインを有する5段ユーザー制御可能な受信側におけるイコライザにより、フィジカル・メディアでの周波数依存損失を補償
- トランシーバのダイナミック・リコンフィギュレーションにより、FPGA を再プログラミングすることなく、同一チャネル上で複数のプロトコルおよびデータ・レートをサポート
- SONET/SDH コンフィギュレーションでの MSB から LSB への送信や、PCI Express (PCIE) コンフィギュレーションでのスペクトラム拡散クロッキングなどのプロトコル機能をサポート
- PCI Express（PCIE）、XAUI、およびギガビット・イーサネット向けの物理インタフェースに準拠した専用回路
- Arria II GX FPGA: 内蔵PCI Express Gen1 （2.5 Gbps）ハード IP、 またはソフト IP に直接接続する PIPE インタフェース
- Arria II GZ FPGA: 内蔵PCI Express Gen1 および Gen2 （5.0 Gbps）ハード IP、 またはソフト IP に直接接続する PIPE インタフェース
- トランスミッタごとに、 2個の PLL (Phase-Locked Loop) 入力と独立したクロック・ディバイダを内蔵し、単一チャネルで異なるクロック・レートをサポート可能
- バイト・オーダリング機能を内蔵するため、フレームまたはパケットが常に既知のバイト・レーンで開始
- 8B/10B エンコータ/デコーダは8 ビットから 10 ビットへのエンコーディング、および 10 ビットから 8 ビットへのデコーディングをサポート
- トランスミッタおよびレシーバ PLL チャージ・ポンプおよび電圧制御発振器（VCO）用のオン・ダイ電源レギュレータによる優れたノイズ耐性
- オン・チップ電源のデカップリングにより、高周波数において過渡電流要件を満足し、ボード上必要なデカップリング・コンデンサを削減
- PCI Express ハード IP ブロックでのシリアル・ループバック、パラレル・ループバック、リバース・シリアル・ループバック、ループバック・マスタおよびスレーブ機能などの診断機能
ブロック図
図 1 に、Arria II トランシーバのフィジカル・メディア・アタッチメント（PMA）およびフィジカル・コーディング・サブレイヤ（PCS）の両方のブロック図を示します。PCS 内部のブロックは、必要に応じてバイパス可能です。
図 1. Arria II トランシーバ、PMA および PCS ブロック図
Arria II トランシーバは、600 Mbps ～ 6.375 Gbps で動作する標準および独自のプロトコルを実装するための専用回路を備えています。これらのトランシーバは、オーバサンプリングを用いて 270 Mbps という低いデータ・レートをサポートすることもできます。これは、レガシー・プロトコルや複数のデータ・レートを持つプロトコルをサポートする場合に重要です。アルテラの IP（Intellectual Property）による増強で、Arria II トランシーバはシリアル・プロトコルの実装のための完全かつ低リスクのソリューションを提供します。
Arria II シグナル・インテグリティ
Arria II トランシーバは、卓越したシグナル・インテグリティ特性を、低コストかつ低消費電力で実現するように設計されています。図 2 に、3.75 Gbps における Arria II トランシーバのシグナル・インテグリティを示します。
図 2. 3.75 Gbps 時の Arria II GX のアイ・ダイアグラム
図 3. 6.375 Gbps 時の Arria II GX のアイ・ダイアグラム
Arria II GX でサポートするプロトコル
表1では、Arria II FPGA でサポートするプロトコルの一覧を示します。
| 表1. サポートするプロトコル | ||
| 標準規格 | Arria II GX | Arria II GZ |
|---|---|---|
| PCI Express Gen1 | 2.5 | 2.5 |
| PCI Express Gen2 | - | 5.0 |
| PCI Express Cable | 2.5 | 2.5 |
| SDI SD/HD | 0.27, 1.488 | 0.27, 1.488 |
| 3G-SDI | 2.97 | 2.97 |
| Serial RapidIO | 1.25, 2.5, 3.125 | 1.25, 2.5, 3.125 |
| SGMII | 1.25 | 1.25 |
| ギガビット・イーサネット | 1.25 | 1.25 |
| 10G イーサネット (XAUI) | 3.125 | 3.125 |
| Fibre Channel | 最大 2.25 | 最大 4.25 |
| GPON | 1.244 アップリンク, 2.488 ダウンリンク | 1.244 アップリンク, 2.488 ダウンリンク |
| HiGig+ | 3.75 | 3.75 |
| Interlaken | - | 最大 6.375 |
| SONET OC-3 / OC-12 / OC-48 | 0.155, 0.622, 2.488 | 0.155, 0.622, 2.488 |
| SPAUI | 3.125 | 3.125 |
| CPRI | 0.6144, 1.2288, 2.45, 3.072, 6.144 | 0.6144, 1.2288, 2.45, 3.072, 6.144 |
| OBSAI | 0.75, 1.536, 3.072, 6.144 | 0.75, 1.536, 3.072, 6.144 |
| Serial ATA (SATA) Gen1, Gen2 | 1.5, 3.0, 6.0 | 1.5, 3.0, 6.0 |
| Serial Attached SCSI (SAS) Gen1 | 3.0, 6.0 | 3.0, 6.0 |
| Basic モード | 最大 6.375 | 最大 6.375 |
| SerialLite II | 最大 6.375 | 最大 6.375 |
