FタイルのアーキテクチャーとPMAおよびFEC Direct PHY IPのユーザーガイド

ID 683872
日付 1/24/2024
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ドキュメント目次

2.1.2. 400GハードIPおよび200GハードIP

Fタイルは、400GハードIPと200GハードIPをサポートします。400GハードIP は、最大4個のFHT PMAまたは16個のFGT PMAとインターフェイス接続し (一度に1つ)、200GハードIP は、最大8個の FGT PMAとインターフェイス接続します (Quad0とQuad1)。

Quartus® Prime プロ・エディションのバージョン23.1以降、Fタイルは混合トランシーバー・モードをサポートします。これは、400GハードIPが最大4個のFHT PMAと4個のFGT PMA (Quad2) にインターフェイス接続するものです。

400GハードIPと200GハードIPは、フラクチャーに分けることができます。フラクチャーのビルディング・ブロックはストリームです。

  • ストリームは、1つのEMIBを1つのPMAに接続するデータパスの論理表現です。よって、1つのストリームは1つのEMIBにマッピングされ、最大32Gbpsのデータを備えます。1つのPMAで最大4つのストリームを接続することができます。
  • PMAの幅により、使用するストリーム数が決定します。幅が32以下のPMAでは、それぞれ1つのストリームを使用します。幅が64のPMAでは、それぞれ2つのストリームを使用します。幅が128のPMAでは、それぞれ4つのストリームを使用します。次に例を示します。
    • 10GbEでは、単一のストリームが必要
    • 4つの10Gbps PMAで実行される 40GbEの場合は、4つのストリームが必要
    • 53Gbps PAM4には64のPMA幅が必要なため、2つのストリームが必要
    • 100Gbps PAM4には128のPMA幅が必要なため、4つのストリームが必要
  • 次の「ハードIPのフラクチャーとストリーム」の図を参照してください。
    • 400GハードIPでは、Stream0 から Stream15EMIB_23 から EMIB_8 にそれぞれマッピングされます。
    • 200GハードIPでは、Stream0 から Stream7EMIB_7 から EMIB_0 にそれぞれマッピングされます。
1つまたは複数のストリームが結合され、フラクチャーを形成します。例えば、16のストリームが結合されて st_x16 フラクチャーを形成します。フラクチャーには、MAC、PCS、FEC、またはその3つを組み合わせて含めることができます。もしくは、3つすべてをバイパスすることができます。フラクチャーの命名規則は次のとおりです。
<st as an abbreviation of stream>_x<number of streams in the fracture>_<index number>
例えば、 st_x2_2 フラクチャーは、インデックス番号2の最大32Gbpsデータの2つのストリームを結合します。

400GハードIPの各フラクチャーには、MAC、PCS、およびFECが含まれます。200GハードIPの各フラクチャーには、PCSとFECが含まれます。400GハードIPは、200GハードIPのスーパーセットです。MAC、または200Gbpsを超える帯域幅が必要な場合は、400GハードIPを使用します。サポートされるデータレートに関しては、PMAのデータレートを参照してください。

表 3.  400GハードIPおよび200GハードIPでサポートされるフラクチャー
フラクチャー・タイプ 400GハードIP (MAC、PCS、FEC) 200GハードIP (PCS、FEC) プロトコル例
フラクチャー数 (n) フラクチャーあたりのストリームとEMIB数 フラクチャー数 (n) フラクチャーあたりのストリームとEMIB数
st_x1 16 1 8 1

9.8Gbps PMA Direct

10GbE-1 IEEEイーサネット

25GbE-1 IEEEイーサネット

16Gファイバーチャネル

32Gファイバーチャネル

st_x2 8 2 4 2

50GbE-1および50GbE-2 IEEEイーサネット

50GbE-1 および 50GbE-2 Ethernet Technology Consortium

64Gファイバーチャネル

st_x4 4 4 2 4

40GbE-4 IEEEイーサネット

100GbE-1、100GbE-2、100GbE-4 IEEEイーサネット

100GbE-2 Ethernet Technology Consortium

100G Interlaken (RS-FEC付き)

128Gファイバーチャネル

st_x8 2 8 1 8

200GbE-2、200GbE-4、200GbE-8 IEEEイーサネット

200GbE-4 Ethernet Technology Consortium

st_x16 1 16 該当なし 該当なし

400GbE-4 IEEEイーサネット

400GbE-8 Ethernet Technology Consortium

400G FlexO

表 4.  400GハードIPおよび200GハードIPでサポートされるコンフィグレーション
コンフィグレーション

MAC

(400GハードIP専用)

PCS

(8b/10bなし)

FEC PMA プロトコル例
400GハードIPでサポートされる
フルハードIP (MACあり) はい はい オプション FHTまたはFGT イーサネット
400GハードIPおよび200GハードIPでサポートされる
PCS Direct 使用されない はい オプション

400GハードIPの場合はFHTまたはFGT

200GハードIPの場合はFGT

CPRI (Common Public Radio Interface) 24G
FlexE 使用されない はい (64b/66bエンコーダー/デコーダーのバイパス) オプション

400GハードIPの場合はFHTまたはFGT

200GハードIPの場合はFGT

FlexE
Open Transport Network (OTN) 使用されない はい (64b/66bエンコーダー/デコーダーおよびスクランブラーのバイパス) オプション

400GハードIPの場合はFHTまたはFGT

200GハードIPの場合はFGT

OTN
FEC Direct 使用されない 使用されない はい

400GハードIPの場合はFHTまたはFGT

200GハードIPの場合はFGT

Interlaken 300G-6、32Gファイバーチャネル、64Gファイバーチャネル
PMA Direct 使用されない 使用されない 使用されない

400GハードIPの場合はFHTまたはFGT

200GハードIPの場合はFGT

CPRI (低データレート)、HDMI (High-Definition Multimedia Interface)、SDI (シリアル・デジタル・インターフェイス)、JESD204B/C
図 2. 400GハードIPのフラクチャーとストリーム
図 3. 200GハードIPのフラクチャーとストリーム

400GハードIPと200GハードIPでは、さまざまなフラクチャーの組み合わせを使用することができます。フラクチャーを使用すると、同じストリームを共有する左右のフラクチャーを使用できなくなります。例えば、400GハードIPの場合、 st_x8_0 および st_x16_0 のフラクチャーでは8つのストリーム (Stream0 から Stream7) を共有します。また、 st_x2_0 および st_x8_0 のフラクチャーでは2つのストリーム (Stream0Stream1) を共有します。

よって、400GハードIPで st_x8_0 を使用すると、次のフラクチャーが使用できなくなります。

  • st_x16_0
  • st_x4_0
  • st_x4_1
  • st_x2_0 - st_x2_3
  • st_x1_0 - st_x1_7
図 4. 400GハードIPにおいてストリームごとに使用可能なフラクチャー

また、200GハードIPで st_x2_0 を使用すると、次のフラクチャーが使用できなくなります。

  • st_x8_0
  • st_x4_0
  • st_x1_1
  • st_x1_0
図 5. 200GハードIPにおいてストリームごとに使用可能なフラクチャー