轻松实现高速串行I/O

表2-1给出了2种方式下所需的引脚。
表2-1:引脚数:串行和并行对比
为何需要千兆位串行 I/O?
方向 并行 串行
输入 1-6 IN 120 12
素材库 IN 60 2
扩展输入 IN 60 2
扩展输出 OUT 60 2
输出 1-3 OUT 60 6
控制/状态输入 IN 48 48
控制/状态输出 OUT 52 52
LED OUT 12 12
LCD 驱动 OUT 48 48
总计 520 184
当然,还有一些我们没有说明的引脚问题。例如,某些MGT比一对传输较慢的管脚需要更多的
电源和接地引脚。而且,并行接口可能需要特殊的参考引脚。但是,仅就比较应用而言,本例
已足够了。
使用大量引脚时,电路板设计时间和成本会急剧增加。考虑连接器及电缆的选择和可用性时,
连接器的引脚数也非常重要。全部使用现有的球形栅格阵列(BGA)封装可能会不太方便。
同步转换输出
采用单端并行总线时,设计者应考虑同步转换输出(SSO)。不过,其中的某些输出会在同一
时间翻转。如果出现太多的同步转换,触地反弹会产生大量噪声。
设计者还可以在所有I/O上都使用差分信号处理技术,以此来消除SSO问题,但是,这样做就会
使引脚数翻倍。如果数据流需求比较适中,设计者可以使用具有适当引脚数的并行接口。
EMI
经验表明:时钟越快,放射测试就越难进行,因此,千兆位设计看起来近乎不可能。但是,通
常高速串行链路的辐射量比以较低速度工作的大型总线低。这是因为运行时的千兆位链路需要
出色的信号完整性。正如一位专家所言:“辐射问题实际上就是信号完整性问题。”
成本
采用MGT通常会降低系统总成本。连接器采用较小、较经济的封装时,引脚数较少,电路板设
计也更简单。视频混频器应用中,并行解决方案使用的IC(集成电路)数量比串行解决方案多9
个。本例中,串行解决方案的成本比并行解决方案的成本低数百美元。
预设协议
采用MGT的另一个好处是可以使用预先定义好的协议和接口标准。从Aurora到XAUI,满足多种
需求的设计已经存在。
缺点是什么?
在我们认为千兆位级串行I/O技术出色的近乎不真实之前,来看看它的弊端吧。设计中,首先我
XILINX • 15