电信应用基于FPGA的功耗优化解决方案

案的功耗

从Stratix过渡到Stratix II FPGA，TPACK将运营商级数据包引擎容量从6Gbps (TPX2000)提高到20Gbps (TPX3100)，降低了1Gbps交换容量的相对功耗。通过将这一解决方案从Stratix II导入到Stratix III FPGA (TPX3103)中，功耗降低了近40％。

SOFTSILICON方法的功耗优势主要体现在以下两个方面：采用最新的FPGA平台，每Gbps以更低的相对功耗提供更大的交换容量；现有设计导入到最新的FPGA平台，进一步降低功耗。这些优势有助于满足现在以及今后运营商对低功耗的严格要求。

发挥SOFTSILICON的优势

FPGA的优势使SOFTSILICON方案受益，不仅如此，FPGA还为标准无厂模式提供其他芯片开发方法，帮助专用芯片供应商满足系统供应商和运营商的需求。

FPGA以前用于实现相对较少的功能(置入到ASSP中)或者作为“胶合逻辑”连接两片不兼容的ASSP。但是在最近几年，更多的复杂芯片方案尝试采用FPGA，TPACK就是最早这样做的公司之一。通过SOFTSILICON，TPACK提供了真正的ASSP 替代方案，具有更好的性能，特别是在功耗上。在这方面，集成也发挥了重要作用。在单芯片中集成更多的功能可以减小电路板面积，降低功耗，还可根据需要灵活更新解决方案，迅速修复故障。此外，需着重指出的是，ASSP集成的不足之处是出现故障的风险随复杂度的升高而增大，而对于FPGA来说，则可迅速纠正这些故障，降低了集成的外在风险。

图2显示了TPACK芯片方案不断发展，它在SONET/SDH和光传送网(OTN)技术中集成了面向连接的以太网交换和流量管理功能，满足了新出现的数据包光传送网(P-OTN)的需求。这些解决方案基于Stratix III和Stratix IV FPGA，支持高度集成的器件，充分发挥了TPACK在运营商级以太网交换、流量管理和数据包映射上七年多的工作经验，以及在提供高度集成解决方案上成熟可靠的优势。

图2 集成数据包传送解决方案

使用通用线路卡构建高功效系统

从以上讨论中可看出，在系统设计中使用SOFTSILICON产品具有功耗优势。而且，如果系统设计采用了通用线路卡，SOFTSILICON还能够进一步降低功耗。图3显示了可以实现的某些特性。

图3 单芯片支持多种特性

通用线路卡或者多功能线路卡基于SOFTSILICON和可插拔光模块。可以根据需要来定义不同的接口和逻辑，因此，多种应用中能够使用同一种线路卡硬件设计。例如，在某一应用中，线路卡通过NG-SONET/SDH数据包映射支持以太网，而在另一应用中，它支持运营商级以太网交换和流量管理功能。要实现这些功能，所需要的就是具有各种选项的线路卡设计，以及多个SOFTSILICON FPGA镜像，在上电过程中对底层FPGA平台进行编程。

结论

运营商对降低功耗的要求非常高，可满足这一需求且容易实现的解决方案将大受欢迎。Altera的40nm Stratix IV FPGA、TPACK在SOFTSILICON上的专业技术以及通用线路卡方法可满足系统设计所需，其大容量数据包传送解决方案满足甚至超越了客户需求，同时还突出了产品优势，能够及时应对各种需求，尽快将产品推向市场。