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淺談先進(jìn)高速傳輸接口及高速DDR存儲器技術(shù)

出處:nbsfdz 發(fā)布于:2011-08-25 10:14:55

  當(dāng)今的IC設(shè)計(jì)大幅增加了許多功能,必須運(yùn)用既有的驗(yàn)證有效IP組件,以滿足上市前置時間的要求。但是,由于功能要求與技術(shù)制程的差異,各公司必須提供的IP種類太多。創(chuàng)意電子的IP生態(tài)系統(tǒng)(IP Eco-System)為整體解決方案之一環(huán),讓客戶能夠便于選擇及使用GUC創(chuàng)意電子、TSMC臺積電公司和其它IP供應(yīng)商的產(chǎn)品,為設(shè)計(jì)人員提供廣泛的設(shè)計(jì)選擇,以實(shí)時而且高成本效益的方式,完成自己的專案。

  創(chuàng)意電子專精于為客戶提供適當(dāng)?shù)姆椒ā⒓夹g(shù)和設(shè)計(jì)流程,以強(qiáng)化生產(chǎn)力并降低風(fēng)險。創(chuàng)意電子周延的IP產(chǎn)品與服務(wù)系列,搭配IP生態(tài)系統(tǒng)中的伙伴供應(yīng)商,實(shí)現(xiàn)新興技術(shù)與接口的快速采用,同時縮減客戶的上市前置時間與SoC開發(fā)風(fēng)險,并確保符合各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

  創(chuàng)意電子通過芯片驗(yàn)證的IP為設(shè)計(jì)人員提供各式各樣可合成的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)IP、PHYs與驗(yàn)證IP,適用于ASIC、FPGA與SoC設(shè)計(jì)。

  而創(chuàng)意電子在2011第1季進(jìn)入量產(chǎn)階段有兩項(xiàng)重要的IP技術(shù),一為高速傳輸接口(High Speed SerDes),另一為DDR存儲器接口技術(shù)。

  一、先進(jìn)高速傳輸接口

  創(chuàng)意電子已經(jīng)成功開發(fā)先進(jìn)高速傳輸接口,如:PCI-e 3.0、USB 3.0、SATA 3.0以及的10G+ SerDes技術(shù)。

  創(chuàng)意電子的10G+ SerDes技術(shù)已進(jìn)入客戶量產(chǎn)階段。SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的簡稱。它是一種主流的時分多路復(fù)用(TDM)、點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)的串行通信技術(shù)。即在發(fā)送端多路低速并行信號被轉(zhuǎn)換成高速串行信號,經(jīng)過傳輸媒體(光纜或銅線),在接收端高速串行信號重新轉(zhuǎn)換成低速并行信號。這種點(diǎn)對點(diǎn)的串行通信技術(shù)充分利用傳輸媒體的信道容量,減少所需的傳輸信道和器件引腳數(shù)目,從而大大降低通信成本。

  此技術(shù)的應(yīng)用主要針對兩方面的市場:(1)光纖到戶(Fiber-to-the-Home) EPON/GPON 應(yīng)用;(2)40G-100G網(wǎng)絡(luò)通信短程short range (XFI) 或長程背板互連long range backplane (10G Base-KR) interconnect應(yīng)用。此技術(shù)運(yùn)用TX/RX equalization的方法來符合 1m FR4 背板的需求,而且用LC-tanked PLL達(dá)到非常低的抖動時脈(clocking )(<200fs RJ,rms),功耗(200mW per 10Gbps lane)。這個IP研究發(fā)展對大陸漸趨熱門的光纖到戶(FTTH)和高速網(wǎng)通的市場頗具重要性。臺灣和大陸因兩岸經(jīng)濟(jì)合作架構(gòu)協(xié)定(ECFA)有更密切的合作關(guān)系,創(chuàng)意電子的IP提供大陸SoC市場更多的選擇,可減少對美國、日本或韓國IP的依賴。

  SERDES技術(shù)早應(yīng)用于廣域網(wǎng)(WAN)通信。國際上存在兩種廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):一種是SONET,主要通行于北美;另一種是SDH,主要通行于歐洲。這兩種廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制訂了不同層次的傳輸速率。目前萬兆(OC-192)廣域網(wǎng)已在歐美開始實(shí)行,中國大陸已升級到2.5千兆(OC-48)水平。

  創(chuàng)意電子的10G+ SerDes技術(shù)提供以下相當(dāng)具有競爭力的優(yōu)勢:(1) 40nm制成工藝及 28nm的IP移植;(2)超低功耗 (<200pJ per bit);(3)LC-tanked PLL達(dá)到非常低的抖動時脈 (<200fs RJ,rms);(4)RX均衡(equalization)兼?zhèn)銫TLE和DFE并支持短程(SR)和長程(LR);(5)面積具有競爭力;(6)全數(shù)碼化的CDR有低功耗及容易移植的好處;(7)高度可擴(kuò)展線寬(highly scalable lane widths)以及線速率(lane speed);(8)縮短鎖定時間跟寬松鎖定范圍的PLL與CDR。

  二、DDR 1600+ 存儲器技術(shù)

  DDR運(yùn)用了更先進(jìn)的同步電路,使指定地址、數(shù)據(jù)的輸送和輸出主要步驟既獨(dú)立執(zhí)行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL(Delay Locked Loop,延時鎖定回路提供一個數(shù)據(jù)濾波信號)技術(shù),當(dāng)數(shù)據(jù)有效時,存儲控制器可使用這個數(shù)據(jù)濾波信號來定位數(shù)據(jù),每16次輸出,并重新同步來自不同存儲器模塊的數(shù)據(jù)。DDR本質(zhì)上不需要提高時鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數(shù)據(jù),因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRAM的兩倍。

  創(chuàng)意電子已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn)高價值、高度可移植到不同制程的DDR存儲器IP技術(shù),可支持高達(dá)1,600Mbps和工作延伸到2,133+ Mbps。它可以同時支持flip chip芯片和wire bond芯片封裝,此技術(shù)優(yōu)化SSO至限度。創(chuàng)意電子的IP設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)計(jì)畫2011年開始擴(kuò)大在大陸的研發(fā)中心,為更多的客戶支持IP和SoC的服務(wù)。

  創(chuàng)意電子的DDR技術(shù)提供了以下競爭優(yōu)勢:(1)整體解決方案:控制器和PHY已經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證;(2)支持DDR2存儲器達(dá) 800Mbps和DDR3高達(dá)1,600Mbps;(3)同時支持flip chip芯片和wire bond芯片;(4)支持gate training和data eye training;(5)線寬(Lane Width)和速度可調(diào)整;(6)物理層的主要是基于方便的RTL IP技術(shù);(7)40nm G/LP技術(shù)移植到28nm可達(dá)2,133+ Mbps;(8)支持AHB/AXI以及ECC;(9)支持DFI的2.1接口。



  
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