アルテラ・デバイスでのオン・チップ・ホット・ソケットおよび

ホット・ソケットとは、システムの動作中にシステムやボードに影響を与えることなく、ボードをシステムに取り付けたり、システムから取り外すことをいいます。 また、「ホット・スワップ」あるいは「ホット・プラグイン」ともいいます。

ア ルテラは、130-nm FPGA ファミリに対するオン・チップでのホット・ソケットおよび電源シーケンスのサポート、そして特性検証データを提供する唯一の PLD サプライヤです。 Stratix®、Stratix GX、および Cyclone™ FPGA ファミリ、そして MAX® 7000AE および MAX 3000A CPLD ファミリは、追加の外部デバイスやボード操作なしで、オン・チップ・ホット・ソケットおよびパワー・シーケンス保護に対して堅牢なサポートを提供するよう に設計およびテストされています。新しく発表された90-nm プロセスのStratix と Cyclone II FPGA ファミリ、そして0.18-um MAX II CPLD ファミリもオン・チップでのホット・ソケットおよび電源シーケンスをサポートします。

デバイスがホット・ソケット可能であると判断するには、以下の基準を満たす必要があります。

  • パワーアップ前にドライブされても損傷を受けない
  • パワーアップ前またはパワーアップ中にドライブ・アウトしない
  • デバイスの I/O ピンへの外部入力信号がデバイスの内部パスを通して、VCCIO または VCCINT 電源に供給されない

アルテラ・デバイスでのオン・チップ・ホット・ソケット・サポートの利点に関する詳細は、アルテラのホット・ソケットの利点について解説した、Altera Hot-Socketing & Power-Sequencing Advantages ホワイトペーパーを参照してください。 また、詳細な特性評価データについては、Hot-Socketing & Power-Sequencing Feature & Testing for Altera Devices ホワイトペーパーを参照してください。

詳 細な特性評価データに関しては、Stratix II、Cyclone II、Stratix、Stratix GX、Cyclone、MAX II、MAX 7000AE、および MAX 3000A デバイスのホット・ソケット機能とテストについて解説したホワイト・ペーパを参照してください。

高可用性システム向け PLD でのホット・ソケットおよびパワー・シーケンス保護

ホット・ソケットは、ネットワーク・ストレージ・サーバやキャリア・クラス通信関連インフラストラクチャなど、システムのダウンタイムが秒刻みで直接収益の損失につながる高い可用性(不断のシステム・アップタイム)を必要とするシステムにとって重要な要件です。

マルチ電圧システム向け PLD でのホット・ソケットおよびパワー・シーケンス保護

ホッ ト・ソケットを必要としないマルチ電圧システムでは、PLD のホット・ソケットおよび電源シーケンス保護能力が重要になる場合があります。 これらのシステムでは、異なる電圧レベルを供給するのにレギュレータが使用され、電源投入シーケンスが予測不能になります。事前に定義されたパワー・アッ プ・シーケンスを必要とするデバイスは、正しく動作できなくなります。PLD のホット・ソケット・サポートは、システムのパワー・アップ・シーケンスによって通常の PLD 機能が影響を受けることはないため、マルチ電圧システムでの問題を緩和することができます。 これは CPLD 自体を使用して、非常に複雑なシステムで他のデバイスのパワー・アップを制御する一般的なシステムにとって重要なものです。

表 1 に、アルテラ PLD のホット・ソケットが役立つさまざまな市場におけるシステムの例を示します。

表 1. ホット・ソケットを必要とするシステムの例

市場 アプリケーション例
ネットワーク
  • ハブ

  • ルータ

  • スイッチ

コンピューティング・サービス
  • ワークステーション

  • コンピュータ・サーバ

データ・ストレージ
  • データ・スイッチ

  • テープ自動化システム

  • ストレージ・システム・データ・センタ

無線通信
  • 携帯電話基地局インフラストラクチャ

有線通信
  • PBX およびセントラル・オフィス・インフラストラクチャ
classtest

オン・チップ・ホット・ソケットおよびパワー・シーケンス・サポートの利点

シーケンス・コネクタやディスクリート・ホット・ス ワップ・コントローラなど、ホット・ソケット中に PLD を確実に正しく動作させるのに使用されるいくつかのテクニックがあります。 表 2 は、アルテラの PLD でのホット・ソケットと他のテクニックを使用した場合を比較したものです。

表 2. アルテラ PLD 対 他のテクニック

 

 アルテラのホット・ソケット可能 PLD

(1)

シーケンス・コネクタ ホット・スワップ・コントローラ
利点
  • 簡単なドロップイン実装を含む
  • 通常の PLD 機能は、パワー・アップ・シーケンスに影響されない (2)
  • オン・チップ・サポートを含む(外部デバイスまたはボード操作が不要) (3)
  • 信号ピンより前に、グランド・ピンと電源ピンがバックプレーンに嵌合することを保証
  • 突入電流保護(ラッシュ・カレント)を内蔵

  • パワー・アップ・シーケンス制御コントロールを内蔵

欠点 -
  • マルチ電圧システムでは適用できない場合がある

  • 慎重なオンボード電源分配が必要

  • 追加外部デバイスが必要

  • 広いボード・スペースを使用

  • ピン嵌合シーケンス条件に適合しない

  • 追加投資が必要

  • PLD I/O バッファのホット・ソケット能力を保証しない場合がある

classtest

注:

  1. 各 PLD ファミリの実際のホット・ソケット仕様については、各ファミリの ハンドブックまたはデータシート を参照してください。 
  2. Stratix、 Stratix GX、および Cyclone FPGA、MAX 7000AE および MAX 3000A CPLD でのホット・ソケット・サポートは、さまざまなパワー・アップ・シーケンスに対して検証されています。 詳細なテスト・セットアップおよび手順は、特性評価レポート に記載されています。 Stratix II、Cyclone II、およびMAX II ファミリもホット・ソケット機能をサポートします。
  3. APEX™ II、APEX 20K、ACEX® 1K、Mercury™、FLEX® 10KA、FLEX 10KE、および 3.3-V FLEX 6000 FPGA ファミリ、および MAX 7000B CPLD ファミリもホット・ソケットをサポートしています。AN 107: Using Altera Devices in Multiple-Voltage Systems を参照してください。