rapidio是由motorola和mercury等公司率先倡導的一種高性能、 低引腳數、 基于資料包交換的互連體系結構,是為滿足和未來高性能嵌入式系統需求而設計的一種開放式互連技術标準。rapidio主要應用于嵌入式系統内部互連,支援晶片到晶片、闆到闆間的通訊,可作為嵌入式裝置的背闆(backplane)連接配接。
rapidio協定由邏輯層、傳輸層和實體層構成。邏輯層定義了所有協定和包格式。這是對終端進行初始化和完成傳送的很有必要的資訊。傳輸層為資料包從一個終端到另一個終端通道的必要資訊。實體層描述了裝置之間接口協定,例如包傳裝置,流量控制,電特性及低級錯誤管理等。rapid io分為并行rapid io标準和串行rapid io标準,串行rapidio是指實體層采用串行差分模拟信号傳輸的rapidio标準。
rapidio行業協會成立于2000年,其宗旨是為嵌入式系統開發可靠的、 高性能、 基于包交換的互連技術,2001 年正式發表其基本的規範。2003 年10 月,國際标準組織(iso)和國際電工委員會(iec)一緻通過了rapidio互連規範,即iso/iec dis 18372,這使rapidio(iso)成為嵌入式互連技術方面得到授權的唯一标準。rapidio 的規範釋出曆史如下:
2001年3月,釋出rapidio 1.1規範;
2002年6月,釋出rapidio 1.2規範;
2005年2月,釋出rapidio 1.3規範;
2007年6月,釋出rapidio 2.0規範;
2009年8月,釋出rapidio 2.1規範;
2011年5月,釋出rapidio 2.2規範。
rapidio 1.x标準支援的信号速率為1.25ghz、2.5ghz和3.125ghz;rapidio 2.x标準在相容rapid io 1.x标準基礎上,增加了支援5ghz和6.25ghz的傳輸速率 。
rapidio 已有超過10 年的曆史,仍然生機勃勃,它還在繼續為開發人員提供高速、先進的通訊技術:可對許多內建電路、闆卡、背闆及計算機系統供應商提供支援,支援rapidio 标準的廠商有:mercury computer systems、freescale semiconductor、lucent-alcatel、pmc-sierra、texas instruments、tundra semiconductor、windriver、amcc、curtiss-wright controls、ge fanuc 等,也就是說世界上幾乎所有的嵌入式主流廠商都已經支援rapidio 技術,顯然,rapidio 勢在必行。發展至今,開發人員有100 多種基于rapidio 的産品可供選擇,這些産品涵蓋了各種開發工具、嵌入式系統、ip、軟體、測試與測量裝置及半導體(asic、dsp、fpga)等。
rapidio互聯主要通過rapidio交換晶片實作,研制rapidio交換晶片的廠商主要有tundra公司、idt公司和redswitch公司等。redswitch公司的産品及應用都較少,tundra公司後并入idt公司。idt公司提供了多種高性能,低功耗的rapidio交換晶片,介紹幾種應用較多的rapidio晶片:
1) cps-1848
cps-1848晶片基于rapidio 2.1規範,共有48路串行通道,可以靈活配置為12×4,18×2,18×1的端口工作方式,端口數最多可以配置為18個,晶片内部交換帶寬達到240gbps,提供無阻塞的全雙工交換能力。高性能的serdes通道可以實作單路1.25、2.5、3.125、5.0或6.25gbaud的傳輸速率。
2 cps-1432
cps-1432晶片基于rapidio 2.1規範,共有32路串行通道,可以靈活配置為8×4,14×2,14×1的端口工作方式,端口數最多可以配置為14個,晶片内部交換帶寬達到160gbps,(同上)
3 cps-1616
cps-1616晶片基于rapidio 2.1規範,共有16路串行通道,可以靈活配置為4×4,8×2,16×1的端口工作方式,端口數最多可以配置為16個,晶片内部交換帶寬達到80gbps,(同上)
4. tsi578
tsi578晶片是tundra公司推出的rapidio交換産品,後并入idt公司,該晶片基于rapidio 1.3規範,共有16路串行通道,可以靈活配置為8×4或16×1的端口工作方式,(同上)2.5或3.125gbaud的傳輸速率。
1.kontron(控創)am4100 powerpc闆卡
am4100是控創電子推出的雙核的powerpc處理器闆,采用标準amc接口,在atca或tca系統中主要應用于協定處理與資料控制。
主要技術名額:
1) freescale雙核mpc8641d處理器
2) 1路rapidio×1或pcie×1接口可選配
2.kontron(控創)am4101 powerpc闆卡
和am4100功能類似,am4101也是控創電子推出的雙核的powerpc處理器闆,和am4100的不同之處主要是am4101的rapidio和pcie接口是分開的,而在am4100中,rapidio和pcie接口是複用的。
2) 1路rapidio×1接口
3) 1路pcie×1接口
3.kontron(控創)om6040 amc機箱
om6040是控創電子推出的microtca系統機箱,用于加強的amc闆卡互聯,機箱采用标準amc接口,最多可插入4塊amc闆卡。通過一塊mch管理闆,可以實作千兆以太網、pcie和rapidio的交換功能,其中,rapidio交換采用idt公司的交換晶片。
1) 4路amc接口,支援熱插拔
2) 背闆單星形拓撲結構
3) 支援rapidio1×交換
4) linux作業系統
4. commagility amc-2c87w3雙dsp+fpga闆卡
commagility來自英國,是一家在信号處理領域開發amc闆卡的公司,中國區域的代理為北京博弈泰科科技有限公司。amc-2c87w3是該公司開發的雙dsp+fpga的處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,交換晶片為idt tsi578。主要技術名額如下:
1)雙dsp,采用ti tci6487多核dsp,1.2ghz,每個dsp有兩路1×rapidio接口
2) xilinx virtex-5 lx110t-2 fpga,一路4×rapidio接口
3)通過amc接口擴充3路4×rapidio接口
5. commagility amc-2c6616雙dsp+fpga闆卡
amc-2c6616是commagility公司開發的雙dsp+fpga的處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,雙dsp與fpga之間均采用rapidio接口通過rapidio交換晶片互聯,交換晶片為idt cps-1848,rapidio接口都符合rapidio2.1規範。主要技術名額如下:
1)雙dsp,ti tms320tci6616多核dsp,1.2ghz,1 g64位ddr3-1600 sdram
2)每個dsp均有一路4×rapidio v2.1接口與交換晶片互聯,資料速率高達20gbps
3) xilinx virtex-6 fpga,兩路4×rapidio v2.1接口與交換晶片互聯,單端口資料速率高達20gbps
4)通過amc接口擴充兩路4×rapidio v2.1接口
5)前面闆出兩路mini-sas接口,可配置為4×rapidio v2.1
6. commagility amc-2c6670雙dsp+fpga闆卡
amc-2c6670是commagility公司開發的雙dsp+fpga的處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,雙dsp與fpga之間均采用rapidio接口通過rapidio 交換晶片互聯,交換晶片為idt cps-1848,rapidio接口都符合rapidio2.1規範。
amc-3c87f3是commagility公司開發的三dsp+fpga的處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,dsp與fpga之間均采用rapidio接口通過rapidio 交換晶片互聯,交換晶片為idt tsi578。主要技術名額如下:
1)三dsp,titms320tci6487dsp,1.0ghz,128 mb16位ddr2-667 sdram
2)每個dsp有兩路1×rapidio接口
3) xilinx virtex-5 lx110t-2 fpga,一路4×rapidio接口
4)通過amc接口擴充3路4×rapidio接口
8. commagility amc-d4f1-1200四dsp+fpga闆卡
amc-d4f1-1200是commagility公司開發的四dsp+fpga的處理器闆卡,
1)四dsp,titms320c6455 dsp,1.2ghz,128 或256mb ddr2-500 sdram
2)每個dsp有1路4×rapidio接口
3) xilinx virtex-4 fx100 fpga,一路4×rapidio接口
4)通過amc接口擴充2路4×rapidio接口
9. commagility amc-v5f fpga處理闆卡
amc-v5f是commagility公司開發的fpga處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,主處理器為一片xilinx v5 fpga,采用rapidio v1.3接口與rapidio 交換晶片互聯,交換晶片為idt tsi578。主要技術名額如下:
1)一片xilinx virtex-5fpga,标準配置為sx95t-2,可選配為lx110t、lx155t或fx100t
2)兩片獨立的128m16位ddr2-600 sdram,128mbytes flash
3)一路4×rapidio連接配接至交換晶片,一路4×rapidio接口連接配接至前面闆,速率高達10gbps
10. commagility amc-v6 fpga處理闆卡
amc-v6是commagility公司開發的fpga處理器闆卡,該闆卡采用标準amc接口,主處理器為一片xilinx v6 fpga,采用rapidio v2.1接口與rapidio 交換晶片互聯,交換晶片為idt cps-1848。主要技術名額如下:
1)一片xilinx virtex-6fpga,标準配置為lx240t-2,可選配為lx550t-2
2)一片128m16位ddr3-1066 sdram,一片256m32位ddr3-1066 sdram ,128mbytes flash
3)兩路4×rapidio v2.1 接口連接配接至交換晶片,一路4×rapidio v2.1接口連接配接至前面闆,速率高達20gbps
4)通過amc接口擴充2路4×rapidio v2.1接口
11 commagility amc-tj1 amc載闆
amc-tj1是commagility公司開發的amc載闆,該載闆提供兩路标準amc接口,主要技術名額如下:
1)可提供jtag測試
2)具有端口自繞回功能
3)提供電流監控功能
4)接口豐富,便于測試
12. silicon turnkey express公司相關産品
srdp2
srdp2是silicon turnkey express公司開發的s-rio gen2開發平台,采用idt的cps-1848和sps-1616晶片,主要技術名額如下:
5. rs-1001
制作五谷畫gen2開發環境(交換闆)
該開發環境采用idt公司的rapidio gen2産品cps-1848和cps-1616,可提供多種形式的srio通道
3路amc b+接口:其中兩路amc接口支援2路4×srio通道,一路amc接口支援3路4×srio通道,
2路sfp+接口:每路接口支援1路1×srio通道
1路qsfp+接口:1路4×srio通道
2路infiniband/cx-4接口:每路接口支援1路4×srio通道
1路sma接口陣列:1路4×srio通道