FMC+ 标准将嵌入式 设计推到全新的高度

对使用并行接口，运行速度在 5 Gsps 或 6 Gsps(吞吐量大于 50Gbps)，精度大于 8 位的模拟接口，FMC 规范开始无法应对。站在市场的角度，从通道密度、速度和精度来看,主流 FMC 的吞吐量在 25-50 Gbps 之间。这样的性能水平是物理封装尺寸与到主控 FPGA 的可用连接权衡的结果。

除了并行连接，FMC 规范还支持多达 10 个双工高速串行(GT)链路。

　　图 1 - FMC 借助 JESD204B 缩小封装带来的影响

　　表 1 - FMC 和 FMC+ 连接一览表

这些接口对光纤 I/O、以太网、混合存储立方体 (HMC) 和 Bandwidth Engine 等新兴技术以及使用 JESD204B 接口的新一代模拟 I/O 器件有用。

JESD204B 到来

虽然 JESD204 串行接口标准(目前为修订版“B”)问世已有一段时间，直到最近它才被市场广泛采用，成为新一代高采样率数据转换器的串行接口标配。这种广泛采用背后的推动力来自电信行业对更小型化、更低功耗和更低成本器件的渴求。

如前文所述，采用并行接口的双通道 2 Gsps、12 位 ADC 需要大量的 I/O 信号。这一要求直接影响到封装尺寸。在本例中要求使用 292 引脚封装，尺寸大致为 27x27mm(虽然下一代引脚几何结构能让封装尺寸缩小到不足 20x20mm)。

而采用 JESD204B 连接的同等器件可以采用 68 引脚、10x10mm 封装，同时功耗更低。

这种封装尺寸的大幅缩减与不断演进的 FPGA 形成良好的搭配，因为 FPGA 正在提供数量不断增长、速度不断提升的 GT 链路。图 1 所示的是封装尺寸和 FMC/FMC+ 开发板尺寸的示例。

根据采样率要求的数据吞吐能量、精度和模拟 I/O 通道数量，典型的使用 JESD204B 接口的高速 ADC 和 DAC 有 1-8 个工作在 3-12Gbps 速率上的 GT 链路。

FMC 规范定义的是尺寸相对较小的夹层卡，但随着 JESD204B 器件的兴起，可用板级空间内能够容纳更多部件。FMC 规范定义的最多 10 个 GT 链路是一个可用的数量。就是这有限数量的 GT 链路只需使用并行 I/O 所需引脚数量的一部分，就能够提供 80 Gbps乃至更高的吞吐量。

使用 JESD204B 等接口的串行连接 I/O 器件的兴起，确实给电子战的部分细分应用带来了不足，例如数字化射频存储器 (DRFM)。因数据流水线较长，串行接口不可避免地会带来更大的

时延。对 DRFM 应用来说，数据输入到数据输出之间的时延是一个根本性的性能参数。虽然各种串行连接器件之间的时延往往有很大不同，新一代器件会让数据以越来越快的速度穿过流水线，其中部分器件有望具备调节流水线深度的能力。究竟能实现多大的改进，仍有待观望。