Stratix GX 搬送クロック同期型シリアル伝送信号

Stratix® GX デバイスは、データ転送レート 1 Gbps の搬送クロック同期型シリアル伝送信号をサポートする最大 45 本のレシーバ・チャネルと 45 本のトランスミッタ・チャネルを提供します。これらの搬送クロック同期型チャネルは、Stratix GX デバイスのトランシーバ・ブロックの高帯域能力用の補足的なソリューションを提供します。さらに、Stratix GX デバイスは、HyperTransport インタフェース、RapidIO™、NPSI (Network Packet Switching Interface)、POS-PHY Level 4、SFI-4、10 ギガビット・イーサネット XSBI などの高速 I/O プロトコルに関する要求をサポートします。 Stratix GX デバイスを使用して、差動 I/O プロトコルを使用するデバイス間に高性能ブリッジ機能を構築することができます。

搬送クロック同期型クロッキング方式での高速インタフェースは、1 Gbps の転送レートに近づくため、クロック-チャネル間およびチャネル間スキューに対するマージンは大幅に縮小します。トレース長のわずかなミスマッチでもデータ転送エラーになるので、設計者は許容されるスキューを維持するために、精密なプリント回路基板（PCB）デザイン手法を使用する必要があります。ジッタ、温度、電圧変動など、その他の影響で状況が悪化しているため、単純なスタティック位相アライメント手法では対応しきれません。アルテラは、エンジニアが高速データ転送システムをデザインするときに直面する諸問題を認識し、Stratix GX デバイスに DPA （Dynamic Phase Alignment）回路を組み込み、スキュー誘発の影響によって生じる信号アライメントの問題を解決しました。

Stratix GX DPA

DPA 回路は、図 1 に示すとおり、サンプリング・クロックを受信データに揃えることによって、クロック-チャネル間およびクロック間スキューを排除します。

図 1. 1 Gbps をサポートする Stratix GX ソース同期チャネル

DPA は Stratix GX 高速 PLL を使用した搬送クロック同期型回路のオプション機能です。高速 PLL が生成する 8 つの位相シフト・クロックの 1 つを使用して、ダイナミック位相アライメント回路は受信データをサンプリングし、受信データの中央に最も近いクロック位相を選択してデータを揃えます。このアライメントは連続的に行われ、クロックとデータ信号間のリアルタイム・タイミング変動の動的変化を補償できます。

DPA 回路は、8x および 10x モードを含む複数のシリアライザ／デシリアライザ（SERDES）係数をサポートしています。各チャネルは、チャネルごとに個別にデータ・アライメントを提供する独自の DPA 回路を備えているため、DPA は図 2 に示すように、クロック-チャネル間スキューだけでなく、チャネル間スキューも排除することができます。

図 2. DPA によるスキューの補正

表 1 に Stratix GX デバイスでの DPA タイミング仕様を要約します。

注：

1. HyperTransport は、1 Gbpsまでサポートします。

関連リンク

• Stratix GX 搬送クロック同期型プロトコル
• Stratix GX デバイスのシングルエンド標準 I/O 規格