分享一款不错的Stratix IV GT:100G开发方案

　　Altera公司的Stratix IV 40nm FPGA包括Stratix IV E、Stratix IV GX和Stratix IV GT三个系列，具有较高的密度（680k逻辑单元（LE），22.4Mbits嵌入式存储器和1 360个18×18乘法器），较佳的性能以及较低的功耗，系统带宽（8.5Gbps）的48个高速收发器，以及1 067 Mbps （533 MHz） DDR3存储器接口）达到了较高的水平，并具有较好的信号完整性，适合无线通信固网、军事、广播等其他最终市场中的高端数字应用。
　　Altera Stratix IV FPGA面向高端应用，提供了突破性的系统带宽水平和功率效率。Stratix IV FPGA采用***半导体厂商（TSMC）的40nm工艺技术，具有较高的逻辑密度，较大的收发器和较低功耗要求。
　　Stratix IV器件系列包括三个优产品类型以满足不同的应用需求：
　　• Stratix IV E（增强型）FPGA，高达813 050个逻辑元件（LE）， 33 294kbits RAM和1 288 18×18位乘法器
　　• Stratix IV GX收发器FPGA，高达531 200LE，27 376kbits RAM，1 288 18 x 18位乘法器和基于48全双工时钟数据恢复（CDR）的收发器，速率高达8.5 Gbps
　　• Stratix IV GT，高达531 200 LE，27 376 kbits RAM，1 288 18×18位乘法器和基于48全双工CDR的收发器，速率高达11.3 Gbps
　　Stratix IV FPGA主要特性
　　Stratix IV器件的主要特性如表1所示。
　　表1 Stratix IV器件的主要特性
　　
　　•在Stratix IV GX和GT器件中，采用最高48全双工CDR的收发器，分别支持高达8.5Gbps和11.3Gbps的速率
　　•专用型威廉希尔官方网站 可支持适用于一般串行协议的物理层功能，如PCI Express（PCIe） （PIPE） Gen1和Gen2， Gbps Ethernet（GbE），串行RapidIO，SONET/SDH，XAUI/HiGig，（OIF）CEI-6G，SD/HD/3G-SD，Fibre 通道，SFI-5和Interlaken
　　•完整的PCIe协议解决方案，带有采用PHY-MAC层的嵌入式PCIe硬IP模块，数据链接层和处理层功能
　　•可编程的发射器预加重和接收器均衡威廉希尔官方网站 以补偿在实际媒体中根据频率产生的损耗
　　•典型的物理媒体连接（PMA）国耗：每通道100mW@3.125Gbps 和每通道135 mW@6.375 Gbps
　　•每个器件72 600至813 050同等LE
　　• 7 370~33 294kbits的增强型TriMatrix存储器，包括三种RAM模块容量，以实现真正的双端存储器和FIFO缓冲器
　　•数字信号处理（DSP）模块，可配置为9×9位、12×12位、18×18位和36×36位
　　•每个器件中，最高达16个全球时钟（GCLK），88个区域时钟（RCLK）和132个外高时钟（PCLK）
　　•可编程的功率技术，在将器件性能较大化的同时，将功率较小化
　　•高达1120个用户引脚配置在24个模块I/O体中，支持广泛的单端和差分I/O标准
　　•支持高速外部存储器接口，在最高达24模块I/O体上，包括DDR、DDR2、DDR3 SDRAM、RLDRAM II、QDR II和QDR II+ SRAM
　　•高速LVDS I/O支持，带有串行器/并行器（SERDES），动态相位排列（DPA）和软CDR威廉希尔官方网站 ，速度高达1.6 Gbps
　　•支持源同步总线标准，包括SGMII、GbE、SPI-4相位2（POS-PHY4层）、FI-4.1、XSBI、UTOPIA IV、NPSI和CSIX-L1
　　•针对Stratix IV E的插脚引线，设计允许以较小的PCB影响，从Stratix III向Stratix IV E移植
　　Stratix IV GT器件
　　Stratix IV GT器件为每个产品提供高达48个基于CDR的收发器通道：28个收发器通道中的三分之二都具有专用型PCS和PMA威廉希尔官方网站 并支持600Mbps~11.3Gbps之间的数据速率，其余的16个收发器通道具有仅PMA专用型威廉希尔官方网站 并支持600Mbps~6.5Gbps间的数据率。
　　
　　图1 Stratix IV GT器件框图
　　
　　图2 Stratix IV GT 100G开发板方框图
　　Stratix IV GT版100G开发套件
　　支持对100GbE设计进行全面评估：
　　•通过光模块，支持10G/40G和100G线路接口
　　•通过4×18 ADRII和4×32 DDR3存储器块，支持需要外部存储器接口的应用
　　•通过两对FCI AirMax连接器，使用系统侧接口
　　•全面的线路侧（光模块）至系统侧（AirMax连接器）数据通路分析
　　•评估性能达11.3 Gbps的收发器
　　•验证兼容10G/40G/100G以太网、Interlaken、CEI-6G/11G、PCI Express（Gen1，Gen2和Gen3）、Serial RapidIO以及其他主要标准的物理介质附加（PMA）子层
　　•验证SFP、SFP+、QSFP和CFP等光模块之间的互操作性
　　Stratix IV GT版100G开发套件包括：
　　• Stratix IV GT开发板
　　•安装的器件：EP4S100G5F45I1N
　　• EPM2210F324C3N，MAX II 256引脚CPLD
　　•配置状态和设置单元
　　•快速被动并行（FPP）配置
　　•嵌入式USB-BlasterTM下载电缆
　　•时钟
　　•板上可编程时钟振荡器
　　• SMA连接器，为收发器参考时钟提供外部差分时钟
　　•通用用户输入/输出
　　• DIP和按键式开关
　　• LED
　　• LCD
　　
　　图3 Stratix IV GT 100G开发板外形图
　　•存储器件
　　• 1Gb同步闪存（主要用于存储两个FPGA配置——工厂和用户配置）
　　•板上存储器
　　• 4个2Gb DDR3 SDRAM
　　• 4个72Mb QDR II SRAM
　　•元件和接口
　　• 10/100/1000以太网PHY和RJ-45插头
　　• 36个收发器通道
　　• 1个SFP+接口通道
　　• 1个具有EDC的SFP+接口通道
　　• 4个QSFP接口通道
　　• 10个CFP接口通道
　　• 20个Interlaken接口通道
　　•温度测量威廉希尔官方网站
　　•管芯温度
　　•环境温度
　　•电源
　　• 14V~20V直流输入
　　• 2.5mm筒形插座，用于直流电源输入。
　　• On/off电源滑动开关
　　•板上电源测量威廉希尔官方网站
　　• Quartus II软件许可并没有含在这一套件中
　　使用这一开发套件你可以实现下列功能：
　　•对设计进行开发和测试以适应各种不同的光学模块
　　•开发和测试Interlaken设计
　　•开发和测试存储器子系统，包括DDR3或QDR II存储器
　　•构建可从Altera和HardCopy IV ASIC进行移植的设计