提起《高速数字规划》(黑魔书)的作者Howard Johnson，估量工程师无人不晓，此公这本书被全球公认为信号完整性天书!在我国，简直每个硬件工程师都下载过他的这本作品，这个高速信号规划大牛30年前的仍是一电视修理工，之后用了9年时刻完成了从学士到硕士到博士的学历教育，他发明晰语音紧缩算法，参加了以太网规范的制定，咱们今日享受到的高速以太网和千兆以太网都有他的劳绩，作为一个高速信号威望，Howard Johnson的谈论无疑决议着一个器材的使用远景，近来，Howard Johnson博士在赛灵思官网上发布的一段视频中对赛灵思的Virtex-7 HT FPGA的28Gbps串行收发器进行了演示。为什么Howard Johnson博士会对赛灵思的这款器材与如此稠密的爱好呢?
这段演示显现器材测验是选用了PRBS31形式，PRBS是Pseudo Random Binary Sequence的缩写，即“伪随机二进制序列”的意思。PRBS码的周期长度与其阶数有关，常用的阶数有7、9、11、15、20、23、31，也便是咱们常说的PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31。PRBS码流的阶数越高，其包含的码型就越丰厚，就越挨近实在的线网环境，测验的成果就越精确。所以演示中的码流是最有应战性的。
一、全球成功首演28Gbps串行收发器让400Gbps通讯成为实践
在演示中，Howard Johnson博士要点介绍了衔接新一代CFP2光纤模块所需的超广视角和颤动功用，也介绍了赛灵思的这款28Gbps收发器包含的含义，本来，这个全球首款28Gbps收发器意味着咱们能够进入100Gbps和400Gbps带宽使用年代了。
“咱们5年前就在从事28Gbps收发器的开发，咱们要供给一个老练可用的产品。”近来，在赛灵思深圳Virtex-7 HT FPGA新闻发布会上，赛灵思(Xilinx)公司Serial IO高档产品商场司理Panch Chandrasekaran指出：“虽然咱们的首要竞争对手在新闻稿中对外声称其28nm FPGA完成了66个28Gbps收发器，但实践上他们至今给客户演示的28nm FPGA只要4个28Gbps收发器(并且实践功用只要25Gbps)。Virtex-7 HT系列FPGA的功用更胜一筹，28Gbps收发器数量是他们的4倍、完成总带宽是他们的2.8倍、逻辑门数是他们的1.4倍、存储器容量是他们的1.3倍。”
在他发布实践眼图中，咱们看到，赛灵思的28Gbps收发器眼图敞开的很好，学过通讯人都知道，眼图的“眼睛”打开的巨细反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大，且眼图越规矩，标明码间串扰越小;反之标明码间串扰越大。从下面两张图上能够清楚地看出两个收发器的功用差异。
赛灵思的28Gbps收发器眼图
赛灵思和竞争对手产品眼图的比照
“竞争对手产品的眼图是来历他们的网站。”为了消除咱们的疑虑，Panch解说到。
现在，个人宽带用户的均匀带宽也便是2M左右，并且10Gbps使用刚刚开始，为什么赛灵思等公司会推出瞄准400G使用的带28Gbps收发器的Virtex-7 HT FPGA呢?
Panch标明这首要是全球IP流量高速增加发生的需求，据思科估计，2014 年全球 IP 流量将在 2009 年的基础上增加四倍，到达每月 64 EB，而 2009 年的月流量约为 15 EB。到 2014 年，全球年 IP 流量将到达近 0.75 ZB(767 EB)!一个ZB等于一万亿GB(供参阅： 1B=8bit ，1KB=103B，1MB=106 ，1GB=09B，1TB=1012B，1PB=1015B拍字节约等于 1015 字节，1EB=B1018艾字节约等于 1018 字节，1ZB=1021B或 1,000,000,000,000,000,000,000 字节。
为了紧跟这一发展趋势，通讯设备厂商现已在规划新一代100G-400Gbps 体系设备了，别的，为了在不扩展外型或功耗预算的情况下最大极限地进步面板带宽密度也需求更高速的收发器。Finisar公司高速光纤模块商场营销总监 Christian Urricariet 就曾标明：“为了满意日益增加的带宽需求，咱们估计通讯设备厂商将选用新的 CFP2 型光纤模块来规划新一代100 和 400Gbps 体系。这将最大极限地进步面板的带宽密度，一起优化现有产品的功耗预算。”
从上图中，咱们就能够看功耗密度是到通讯设备商要处理的首要难题，一个交换机机柜现在可供给480Gbps总带宽，它有48个SFP+端口刀片服务器，每个刀片服务器选用1个10GbE输出，此刻每个刀片距离15mm，总功耗为48W。为了加大散热距离和削减光纤数(降低成本)，在相同尺度机柜里能够选用4个CFP端口刀片服务器，每个刀片服务器供给100GbE输出，每个CFP选用10个10GbE输入，这样可将总体系带宽供给到400Gbps，这能够将距离减到84mm，不过这个办法供给的带宽要低于SFP+，在以更低功耗供给更高带宽方面，CFP落败了。
新式的CFP2模组规范能够满意这个要求，CFP2和CFP的首要区别是CFP2有“变速箱”的功用，便是能够把10个10.3125G 数据流变成4个25G数据流，所以能够进步功耗密度，一个单个 CFP2 模块能够经过4个25G光纤供给100 Gbps 带宽(而距离为42mm)，所以，8个CFP2模块能够供给800 Gbps带宽，而只保持了相同的60w功耗，其功耗密度比SFP+和CFP都高!
二、28Gbps串行收发器让更多职业获益
赛灵思亚太区使用商场总监张宇清标明：“赛灵思此次发布的 Virtex-7 HT FPGA有16个28Gbps和72个13.1Gbps 串行收发器，总带宽进步到2.8Tbps，这是现在业界最大带宽。”此外，他标明Virtex-7 HT FPGA系列产品很丰厚，适用多种使用，例如该系列包含从290,000个逻辑单元的低成本100G“智能变速箱”芯片到包含870,000 个逻辑单元的全球首款400Gbps FPGA，其间支撑100Gbps、2 x 100Gbps 或400Gbps 接口、高效衔接、根据3Gbps 或6Gbps 的传统体系端接口和 10Gbps ASIC 及 ASSP 芯片等使用。这意味着 Virtex-7 HT FPGA 可用于多种使用，例如：支撑 OTU-4(光传输单元)转发器、复用转发器或 SAR(事务会聚路由器)的 100Gbps 线路卡、面向高速数据处理的低成本 120Gbps 包处理线路卡、多 100G 以太网端口桥、400Gbps 以太网线路卡、契合19.6Gbps CPRI(通用公共无线电接口)基站和长途无线电前端以及100Gbps 和400Gpbs 测验设备等等。
Virtex-7 HT FPGA总带宽进步到2.8Tbps
实践上，除了在通讯范畴，在其他高速信号处理范畴，例如包含雷达阵列以及侦察机在内的航空航天和军用产品使用，Virtex-7 HT FPGA也能够大显神通。
张宇清标明技术发展标明，到2012年，100-400Gbps使用现已逐步老练，从光模块到相应的规范都现已老练。“所以，XilinxVirtex-7 HT 具有28G 生态体系的支撑，现在，许多电信设备商现已规划好了产品，这些都预留了光模块的方位，到时，刺进光模块就能够跨入100-400Gbps年代了。”
XilinxVirtex-7 HT 具有28G 生态体系的支撑
Panch标明其实要完成28Gbps收发器的应战十分巨大，首战之地是要处理体系颤动问题，对此，赛灵思采纳的办法有：
1、供给满意CEI-28G规范的低相位噪声谐波锁相环
2、在FPGA上有具主动调准功用的信号调整电路;
3、有专门的噪音别离架构，这能够可将模仿和数字电路之间的噪音耦合削减5-10db。
完成体系级颤动
所以，好产品不是说出来的而是精心规划出来的，我想，这也是赛灵思的这个28Gbps收发器产品赢得Howard Johnson博士喜爱的首要原因!
