井芯微電子SDI3210交換芯片產(chǎn)品介紹

前言

當(dāng)下，我們置身于一個(gè)互連無處不在的時(shí)代，Ethernet 協(xié)議、RapidIO 協(xié)議以及 FC 協(xié)議等高速通信協(xié)議，在數(shù)據(jù)中心、人工智能、嵌入式系統(tǒng)、高性能計(jì)算、存儲(chǔ)系統(tǒng)中均得到了廣泛應(yīng)用。如何處理好互連技術(shù)間多樣性與統(tǒng)一性的矛盾？理想的辦法無疑是實(shí)現(xiàn)各種互連技術(shù)的兼容并蓄。

為更好地實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的互連互通，軟件定義互連 SDI（Software Defined Interconnection）理論被提出。SDI 從互連的交換模式、控制機(jī)制、協(xié)議體系等底層問題出發(fā)，依照互連協(xié)議可定義、可轉(zhuǎn)換，互連拓?fù)淇赊D(zhuǎn)換、互連帶寬可調(diào)整、互連端口可定義、互連內(nèi)容可處理、交換模式可定義等技術(shù)理念，實(shí)現(xiàn)了三種互連技術(shù)的共存與統(tǒng)一。SDI 提供了一種將各種互連技術(shù)整合在一起的方式，讓其成為“互連之互連”。

圖1.軟件定義互連 SDI 的思想理念

01SDI3210 產(chǎn)品介紹

支撐軟件定義互連

SDI3210 是一款可軟件定義接口協(xié)議的交換芯片，每個(gè)端口協(xié)議類型可以定義為RapidIO 協(xié)議，F(xiàn)IberiaChanneI（FC）協(xié)議，以太網(wǎng)協(xié)議，最大支持 32 個(gè)高速通道，支持異構(gòu)協(xié)議的互連互通，支持端口之間的無阻塞交換，最大交換帶寬為320Gbps，SDI3210 可與以上三種協(xié)議的端點(diǎn)設(shè)備及交換設(shè)備對(duì)接。

圖2.SDI3210 整體軟件解決方案

SDI3210 支持 RapidIO 協(xié)議，F(xiàn)C 協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議規(guī)范定義的單播，多播和廣播路由。其中 RapidIO 協(xié)議和 FC 協(xié)議，每個(gè)端口擁有獨(dú)立的路由表和最多 40 個(gè)多播寄存器組。SDI3210 支持 4 個(gè)獨(dú)立優(yōu)先級(jí)、隊(duì)列老化功能（默認(rèn)情況下是開啟的）、包過濾、包的上送下發(fā)、端口熱插拔功能等。

技術(shù)規(guī)格及特點(diǎn)

02SDI3210 產(chǎn)品測(cè)試

硬件支撐

SDI3210 OPT 性能測(cè)試板用于 SDI3210 交換芯片的功能及性能評(píng)估。單板交換能力 320Gbps，用于快速搭建用戶自組網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試平臺(tái)，同時(shí)站在用戶推廣試用的角度上，滿足用戶對(duì)芯片功能及性能的評(píng)估試用，指導(dǎo)客戶快速熟悉配置流程、開發(fā)環(huán)境以及協(xié)議轉(zhuǎn)換應(yīng)用手段。

OPT 測(cè)試板采用自定義板型，通過 QSFP+ 或 SFP+ 光口引出芯片的 32 個(gè)高速端口，與其他測(cè)試設(shè)備之間互連，從而實(shí)現(xiàn)全芯片的功能測(cè)試。

圖3.OPT板卡功能框圖

系統(tǒng)級(jí)測(cè)試

基于 OPT 板卡，通過搭建典型環(huán)境對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面系統(tǒng)級(jí)測(cè)試：

實(shí)現(xiàn)了 FC 設(shè)備互連和交換轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)試

實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)設(shè)備的互連和交換轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)試

實(shí)現(xiàn)了 SRIO 設(shè)備的互連和交換轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)試

實(shí)現(xiàn)了 FC 與 ETH 協(xié)議互轉(zhuǎn)的功能測(cè)試

實(shí)現(xiàn)了 FC 與 SRIO 協(xié)議互轉(zhuǎn)的功能測(cè)試

實(shí)現(xiàn)了 ETH 與 SRIO 協(xié)議互轉(zhuǎn)的功能測(cè)試

圖4.SDI3210 系統(tǒng)級(jí)測(cè)試環(huán)境

測(cè)試結(jié)果：

03SDI3210 產(chǎn)品應(yīng)用

多場(chǎng)景下互連互通的實(shí)現(xiàn)需要多協(xié)議互轉(zhuǎn)，SDI3210 既可應(yīng)用于混合協(xié)議場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)不同二層協(xié)議間的互連互通，也能應(yīng)用于單一協(xié)議場(chǎng)景下，作為網(wǎng)絡(luò)交換芯片使用。

<應(yīng)用場(chǎng)景舉例>

以太網(wǎng)和 RapidIO 雙協(xié)議交換模塊

在該應(yīng)用場(chǎng)景中，系統(tǒng)硬件主要由交換模塊和 DSP 模塊等組成，通過 VPX 背板實(shí)現(xiàn)互連互通。交換模塊主要由 CPU、SDI3210 和 NRS1800 等組成，需實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和 RapidIO 網(wǎng)融合的核心交換功能。

圖5.基于 VPX 背板的 SDI3210 混合組網(wǎng)架構(gòu)框圖

小結(jié)

在這個(gè)互連互通無所不在的時(shí)代，多協(xié)議并存已成為現(xiàn)實(shí)。SDI 技術(shù)作為交換互連的高級(jí)形態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)相同協(xié)議及不同協(xié)議的數(shù)據(jù)交換，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種互連技術(shù)的兼容并蓄。SDI3210 芯片作為 SDI 技術(shù)的成果及硬件支撐，在 SDI 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并經(jīng)受住了實(shí)踐考驗(yàn)。以 SDI3210 芯片作為硬件基礎(chǔ)，以 SDI 協(xié)議配置軟件為核心完成了多種協(xié)議轉(zhuǎn)換方案的驗(yàn)證，并應(yīng)用于實(shí)際。客觀數(shù)據(jù)和實(shí)際應(yīng)用充分證明了 SDI 技術(shù)的可行性、先進(jìn)性，展現(xiàn)了 SDI3210 芯片的高適配性、高可靠性。