文档介绍：Interlaken技术新一代数据包互连协议白皮书  
2010-11-12 23:41:36|  分类: Interlaken |  标签: |字号大中小 订阅
摘要
串行链接技术提高了先进通信设备的设备互连带宽。Interlaken 是一项为实现高带宽及可靠的包传输而优化的互连协议。该协议使用多个串行链接,在器件间建立逻辑连接,并利用多通道、背压能力和数据完整性保护,提升通信设备的性能。该白皮书概述Interlaken 的特点和实施案例研究。
 
设计目标
协议描述
传统上,具有千兆位级吞吐量的器件的数据总线速率约为每管脚100 Mbps。差分信号技术将该带宽增加了接近10 倍,达至每对管脚800 Mbps,从而使器件的吞吐量达到10 Gbps。具有时钟和数据恢复功能的新串行技术,又将带宽增加了10 倍,达至每对管脚6 Gbps,从而使器件的数据流速率达到数十Gbps。相比之前的协议,该协议可减少了90% 的IO 管脚和PCB 线路。
该协议利用最先进的串行技术,以实现通信系统器件间基于包传输模式的,高速、健壮、灵活的接口,实现通信系统内器件之间的包传输。
 
带宽范围
Interlaken 不存在固有上限,但主要用于10 Gbps 至100 Gbps 的连接。如此宽的带宽范围,令该协议可适用于多项应用,并允许后向兼容多代设备。Interlaken 适用于在以下设备中实施:具有多个10 Gbps 端口的MAC、OC-768 framer、下一代100 Gb 以太网集成电路和100 Gbps switch fabric 与包处理器。
 
扩展性
Interlaken 具有在不同数量的通道上运行的能力,从而可实现其扩展性。以下两个参数决定了连接带宽的大小:
1. 接口的串行通道数量
Interlaken 接口可使用任意数量的串行链接(或“通道”)。有效带宽与通道数量直接相关。例如,如图1 所示,当按相同的单通道速度运行时, 8-通道接口可承载的有效载荷是4 通道接口的两倍。

 
2. 各通道的频率
 
有效带宽还与各通道比特率直接成比例。例如,若通道数相同, Gbps Gbps 端口一半的有效载荷。
 
由于可通过增加通道数量或单通道比特率提高带宽, Interlaken 是一个非常易于扩展的接口。例如,如图2 所示,容量为40 Gbps 的IC 可使用8 通道与其它的40 Gbps IC 连接,使用4 通道与20 Gbps IC 连接,以及使用2 通道与10 Gbps 设备连接。因此,不同容量的IC 可实现互操作,从而实现后向兼容。
 

 
灵活性
 
Interlaken 可在不同数量的通道上运行,为器件互连提供高度的灵活性。单个物理接口中不同容量的IC 可分成多个低速的物理接口。例如,如图3 所示, 8 个物理通道可组成一个40 Gbps 接口、2 个20 Gbps 接口,或4 个10 Gbps 接口。因此,根据该示例,高带宽的IC 可连接至多个低带宽IC,从而增加系统的端口数量。 
 

 
通道化
 
在许多应用中,必须在物理接口中提供多个逻辑通道。例如,不同的通道可用于承载发送到不同的物理端口、逻辑通道的通信业务,或者承载不同优先级的通信业务。
 
Interlaken 旨在为256 个通道提供固有支持,通过使用双用通道字段扩展,最多可扩展至64 K 个通道,从而满足大多数应用要求。
 
弹性
 
任何一种串行链接都会出现比特误差。Interlaken 每次传输都采用强大的循环冗余校验(CRC) 保护,以避免加扰导致的误码增生,从而将比特误差的影响降至最低。每一个串行链接的运行状况都可持续透明地监控。 
 
功能性
 
数据条带化,实现扩展性
 
接口内数据分割方式决定接口提高带宽的难度。Interlaken 基于分布在所有通道上的8 字节字传输。通道数量越多,在各间隔之间传输的字就越多。由于按8 字节步进传输,且接口支持多个通道,因此可显著提高带宽。
 

 
可突发,实现低延时
 
通过接口传输数据包有两种基本方法;交错传输与非交错传输。
 
? 非- 交错数据包传输
数据包的传输始终是在另一个通道开始传输前完成( 见图5)。
 

由于要发送全长型数据包,因此数据包在一个通道传输的同时,接口两端的缓冲器必须能够接受其它通道上的数据。由于完整的数据包在发送时没有分割,因此在接收端无需重新组合数据包。
 
? 数据包交错