在此次参与飞思卡尔技术论坛的诸多合作伙伴中,有一家厂商值得特别一提──Tundra半导体。这是一家专门研究、设计、开发并营销标准化的系统互联技术(System Interconnect)的无厂模式半导体公司,产品线包括:RapidIO、Power PC/PCI、PCI-X系统互联和VME等。其特别之处在于:通过开发出基于业界标准级别最高的系统互联产品,以满足通信、服务器/存储、工业自动化以及军用市场的严格应用需要,Tundra在RapidIO交换机、PCI-X桥以及VME桥等领域皆排名全世界第一,在PowerPC主桥市场领域则名列第二。
这家成立于1995年、总部设于加拿大的公司,资产底子强健,拥有7,400万正向现金流量,且已连续13个季度拥有预期收入正数(也就是近3年来,该公司都是处于挣钱状态,且增长速度远大于初始所预设的目标)。不意外的,如同多数国际大厂一样,亚太区也是Tundra增长最快的地区之一,正以每年50%以上的速度增长,占据了2005财年41%的销售额,其中,中国就占整个亚太地区的45%。有鉴于此,Tundra随即开设了香港办公室,并委派John Hartley担任亚太区销售总监一职。
Tundra与飞思卡尔的关系向来密切,身为此FTF活动的白金赞助商,John Hartley也特地前来上海与媒体进行了面对面的交流。在简介公司历史时,John Hartley打趣的说:“一开始我是很孤单的,因为只有我孤身一人在香港拼搏(说到此处,Hartley还下意识地两手握拳在自己眼前转了转,做了个假装哭泣的表情)。所幸公司于2005年年中聘请了客户服务代表,让我们在亚太的销售班底更加坚实而壮大。”
扩展交换机的产品配套
Tundra在业界标准方面的投资已超过10年之久,为设立及实行业界标准作出贡献,亦积极参与其它业界团体,包括:RapidIO商贸协会、Power.Org、PCI Special Interest Group (PCI-SIG)、PCI工业电脑制造商组织(PICMG),以及VMEBus国际贸易协会(VITA)等。除了飞思卡尔半导体外,IBM、TI、Intel、日月光半导体(ASE)和台湾积体电路制造(TSMC),都是与其关系密切的合作伙伴。
在FTF会上,Tundra趁势宣布:于深圳及上海开设两家办事处,支持亚太区、尤其是中国境内迅速增长的客户群(Tundra于2005年度于区内的收益比去年增长达37%),并与富昌电子(Future Electronics)建立区内分销伙伴关系,以提升Tundra与区内伙伴及客户的即时支持。同时推出Tundra Tsi574串行RapidIO交换机,该产品应用了先进的专利“审批”技术,可提供出众表现、强大效能及灵活配置方法。
这款产品的推出,对Tundra本身也有着相当的意义──扩展其交换机的产品配套,包括提供了线路卡的DSP汇集。Hartley表示,在图像处理应用(譬如无线基站或视频基础设施)昌盛的今天,单一DSP通常不具备足够的处理能力來满足高度复杂的信号的需要;而Tundra可以利用一种串行快速I/O的交换机,将多个DSP模块集合在一起,创造出一种“大型DSP”(large DSP),实现在一个线卡上获得更大数字信号处理能力的系统水平目标。
这款具有高扩展性、低端口数目的串行RapidIO交换机设计,以最新的串行RapidIO规格1.3版本为基础,目标应用范围如媒体网关及基带,均可受惠于交换机可引导数据包至超过64,000个端点、独立单播及多重传播路由机制,以及可向编织系统控制点主动发出事件通知的伸延误差管理等强大功能。Tsi574串行RapidIO交换机将于2006年9月抽样测试,批发价低于$80美元。产品采用0.13μm CMOS图像感应技术,并可与自身产品Tsi578兼容。产品需配合1.2V及3.3V电源使用,适合于工业或商业温度下运作,同时支持IEEE 1149.6 JTAG标准,可提供高速互连。
领跑RapidIO系统互连领域
Tundra交换机可提供RapidIO端点之间的芯片互连,取代现有为机板互连而设的专用背板结构体系。此交换机可互连串行RapidIO兼容微处理器、DSP、FPGA及其它外围设备,支持高达40 Gbps的整合带宽。“我们专注于低能耗、群播(直接支持无线基站应用)和特殊性能监测等功能。我们最近所推出的Tsi574串行RapidIO交换机特别为线卡DSP汇聚而进行了优化,所采用的设计技术正在申请专利。”Hartley介绍说。
这种交换机的另一个重要结构组件就是群播引擎,可以将从任何一个端口输入的数据通过所有其它端口发射出去。Tsi574端口设计灵活,配合高效兼容DSP使用时,产品的多重传播功能,可有效简化系统设计。归结该产品的特点如下:
1. 灵活端口,支持不同端口的带宽和速度:可支持高达4个4x模式端口或8个1x模式端口,而每个端口均可设定至1.25 Gbps、2.5 Gbps或3.125 Gbps。所有交换机端口均独立运作,幷支持不同带宽及速度的混合设定。
2. 以多重传播硬件带来出色的分散处理表现:提供较低的端口延时,而每个端口均提供多种储存及转发/直通式模式。
3. 利用监测流量技术加强性能和结构管理:具有利用3种结构排程算法运作的延伸流量管理功能,可确保带宽的可编程缓冲深度;而结构表现监控则可指挥及管理数据流量,实现实时的结构最佳化。
4. 内置低功耗核心:通过加强型SerDes最小化耗电量。
5. 采用凸块(又称:覆晶)封装技术:具有可调节能量流动、预强调,及接收每线道的平等化等功能,对信号完整性助益颇多。
面对这么一个打着“系统互联”旗号以立足的领导厂商,编辑不免对它的演进趋势感到好奇;在元器件的接口标准上,John Hartley表示系统互联领域目前主要出现了两大趋势。第一个出现在外包领域。过去,OEM会通过利用所有者协议(proprietary protocol)来实施系统互联功能,然后由客户发展设计成为专用集成电路(ASIC)。随着系统复杂性和性能要求的提高,OEM逐渐开始将这一功能外包,使用现成的基于业界标准的系统互联产品。第二个主要趋势就是从多节点总线向点对点的基于结构的系统互联转换。同样,这一趋势也主要是由更高的性能需要以及OEM在考虑新的系统架构时的需要所驱动,而串行RapidIO和PCI Express正是推动这一趋势的两大基于结构的最新互联系统。
作为RapidIO贸易协会的创办会员,以及长期指导委员会成员,Tundra一直致力领导RapidIO标准的发展,更是首个将平行及串行RapidIO交换机推出市面的半导体厂商。Tundra旗下的RapidIO交换机系列产品包括Tsi574、Tsi578、Tsi568A、Tsi564A及Tsi500,针对从底板到线卡等各种应用需要而进行优化;另随着RapidIO商会(RapidIO Trade Association)即将出台2.0版规范,Tundra的交换机也将予以支持最新标准。此外,Tundra最近也为生态系统做出贡献,率先成立开展互操作性和规范符合性测试工作的RapidIO互操作性实验室(RIOLAB)。作为一家独立机构,RIOLAB将出具公正的测试结果,从而促进多供应商元件的无缝集成,并加快原始设备制造商产品的上市步伐。RIOLAB预计将于2006年夏季投入运营。
PowerPC主桥 与DSP完美结合
随着DSP和CPU走向多核应用,CPU的I/O需要也随着可用的处理能力相应上升。作为一种出入多核处理器的高速低延时路径,RapidIO的角色也变得越来越关键。Tundra的业务虽不包括为MCU设计嵌入型DSP,以及能够在DSP上运行微处理指令的软件,但其产品可以用于微处理器和DSP之间进行指令和数据交换,包括在微处理器和DSP之间所进行的基于硬件的高效能数据交换。因此,10%~30%的DSP处理器能力无需用于终止类似TCP/IP等使用以太网互联方案时常见的逻辑层协议栈。
同时于FTF展出的还有基于飞思卡尔MPC74xx和IBM PPC750xx PowerPC处理器套片的主桥产品,可让设计人员更好地集成并获得出色的节能效果。其中Tsi108主桥已正式投产,支持双处理器的Tsi109主桥也已推出普通样机;这两款主桥都采用正在申请专利的技术设计,可支持PCI-X、DDR2内存、千兆位以太网和闪存,且都具有集成的功耗管理功能,可满足要求严格的低功耗应用场合的需求。
另新推出的Tsi110,则集成了2个4-lane PCI-Express端口、4个千兆位以太网端口和1个PCI-X端口在内的多个通信外围设备,是适合功耗和成本至关重要的应用场合的理想产品,能更广泛地应用于无线、联网、存储和嵌入式计算技术市场。今后,Tundra还将在产品组合中增加HyperTransport桥、PCI桥和PCI Express桥,以满足更广泛的应用需求。
结语
Tundra串行RapidIO交换机系列可允许设计师在多个产品平台中重复使用同一个硬件和软件设计成果。一旦完成最初的硬件设计,将其重复使用于类似的拥有更少或更多端口的Tundra交换机平台就会相对比较容易;在各种串行RapidIO交换机之间,不需进一步的软件设计。面对即将到来的3G机遇,Hartley认为带串行RapidIO的DSP建设的价值就在于,基站调制解调器(基带)卡设计师可以将相同的结构重复用于不同的空中协议,而Tundra的RapidIO交换机与TI DSP的结合可以带来更加灵活的基站设计方法。