Interlaken プロトコル

from Altera

Interlaken プロトコルは、ネットワーク装置に幅広く採用されている SPI-4.2 (System Packet Interface Level 4 インタフェース・テクノロジ) のロジック構造上に構築されるロイヤリティ・フリーの規格です。Interlaken プロトコルは、Cortina  Systems と Cisco Systems が共同開発したもので、SPI-4.2 よりも堅牢で、より優れたエラー・チェックとデータ・インテグリティを提供します。Interlaken は、スケーラビリティが強化されたプロトコルです。SPI-4.2 は 10G を超えた拡張性は持ちませんが、Interlaken により、最新の 6G シリアル・テクノロジを構成可能な増分単位で使用できるため、20G ～ 40G アプリケーションや 100G 以上で動作する次世代システムをサポートするインタフェースを構築することができます。

SPI-4.2 と比較して、Interlaken ではピン数が 90% 削減されます。これによって、ボードとチップのコストが減少します。もう 1 つの大きな利点は Interlaken のスケーラビリティです。10G～100G のいかなるビット・レートでも同じインタフェースと同じプロトコルを使用できます。アルテラの Interlaken ソリューションは、きわめて柔軟なコンパイラ・ベースの製品です。

Interlaken は SERDES テクノロジを使用してより広い帯域幅を確保しています。アルテラの Stratix または Arria FPGA ファミリではレーン当たり最大 12.5 Gbps、28nm Stratix® V FPGAではレーン当たり最大28Gbpsの転送レートをビルトイン SERDES ブロックでサポートします。これらのレーン構成はプログラマブルであり、より多くのレーン構成にすることによって、プロトコルをより広い帯域幅にスケールすることができます。コアの中心部には、レーンごとに複製される SERDES チャネルの前後に配置されるロジックがあります。コアの右側には、プロトコル層（TX ストライピングと RX デストライピング）があります。

必要な帯域幅に応じて、FPGAファブリック に接するバス幅は変化し、10G～100G に対してそれぞれ 128～512 ビットになります。FPGA 回路とそれに接続されている外部デバイスをテストするために、予測されるエラーをプロトコルおよび各レーンに注入可能なオプションのテスト・インタフェースがあります。アルテラの Interlaken IP ソリューションは、他の業界ソリューションに対して完全にテストされており、10G ライン・レートをサポートするようにスケーリング可能です。Stratix V FPGA ファミリの 64B/67B エンコータ/デコーダは、デバイス内にハードウェア化されています。

• Interlaken コンパイラの特長
  • 最大 24 レーンをサポート
  • 10G+ ライン・レートをサポート（CEI-11G 規格に準拠）
  • BurstMin、BurstMax、Burst Short、および MetaFrame 長をプログラム可能
  • 複数チャネルのサポート
  • すべての個別レーンのデータ・ストライピング/デストライピング
  • ビルトイン・ワードおよびレーン・アラインメント
  • バースト/レーン完全性のための CRC-24 および CRC-32
  • インバンドおよびアウト・オブ・バンド・フロー・コントロールのサポート
  • エラー検出およびレーン診断
• 主な利点
  • アルテラ・デバイスおよびコンパイラ・フォーマットに対して最適化
  • システム統合を完了するための実証済みタイミング・クロージャ
  • ASSP ソリューションとの 6.25Gbps ライン・レートでのインタオペラビリティを実証済み
• 使用されるロジックリソースについて（Stratix IV の場合）
  • アービタ付き 4 チャネル、16 ビット・カレンダ、全二重

図 1 にアルテラの Interlaken IP ソリューションの上位レベル・ブロック図を示します。

図 1. アルテラの Interlaken ブロック図

アルテラの Interlaken IP コアは、以下のデバイス・ファミリでサポートされています。

• Stratix IV FPGA
• Stratix V FPGA
• HardCopy® IV ASIC
• Arria II GZ FPGA

関連リンク

• Interlaken MegaCore Function User Guide (英語版・PDF)