常用通信接口技术处理

（Ｏ ） １ 千 兆 以太 网 Ｍ Ｃ Ｔ Ｅ和 ０ Ａ 。 ４ 网络 处理 器与 交换 架构 间的接 口
网络处 理 器与 相关 器件 及交换 架构 问 的 接 口有 两 种类 型 ：一类 为 不需要 在背 板传输 数 据 的接 口，另一 类为 需要 在背板 传输 数据
的接 口。
对 于 第一 种接 口 ，位 于同一块 电路 板 的 网络处 理器 芯 片组 和交 换架 构 间的接 口可用 Ｃ Ｉ ｅｅ １ 口实 现 。该 接 口采 用 Ｃ Ⅸ ＳＸ Ｌｖｌ 接 Ｓ Ｌｖｌ１ ｅｅ 包格 式 ， 包括 为 交换 架构 提供 路 由指 令 的报 头 ， 以及 用 于误差 检测 及 纠正的报 尾 ， 还 包括 数据 载荷 本身 。 控制 ＣＩ Ｓ Ｘ规范 的网络 处 理器 论坛 将 进一 步完 善该 规范 ，增加从 一 个 Ｎ Ｕ 芯 片 组 通 过 交 换 芯 片传 至 另 一 个 Ｐ Ｎ Ｕ芯 片的 额外 指令 。 Ｐ 这将 成为 Ｃ Ｉ ｅｅ ＳＸ Ｌｖｌ ２规范 的 最 主要 推进 力 。该 规范 还定 义 了每 个 方 向 中使 用 至 多 １８ Ｈ Ｔ 一 类 Ｉ ２ 个 ＳＬ ／ Ｏ的 电气互 连 ，其 源 同步 时钟 频率 高达 ２０ Ｈ 。 ５Ｍ ｚ Ｃ Ｉ ｅｅ １ ＳＸ Ｌｖｌ 协议 与 Ｃ Ｉ ｖｌ１ ＳＸ Ｌ ｅ 电气 规范 ｅ 无关 ， 论 Ｎ Ｕ芯片 组 和交换 架 构 间的经 由 无 Ｐ 背 板 的 通 信 采 用 何 种 电气 标 准 ，仍 可使 用 Ｃ Ｉ ｖｌ１ 议 。 ＳＸ Ｌ ｅ 协 ｅ 对 于第 二种 接 口， Ｎ Ｕ芯 片组 与交换 即 Ｐ
连接 。 首先 ， 串行 接 口 最大 限度地 减少 电路 可 板与 背板 连 接器 的 引脚数 ，从 而可减 小插拔 力 及 对操 作系 统 中电路板 的可 能损害 。 其二 ， 在 信 号 中嵌 入 时钟 和数 据 的 串行 接 口可完全 避 免 时钟 偏移 问题 。时钟偏 移是 Ｐ Ｂ中数英 Ｃ 寸长 的并 口所 面临 的主要 问题 。 三 ， 其 串行信 号 的背板 设计 者还 可 提高 传输 速率 ，因为不 存在 时钟偏 移 ， 没有 对未来性 能 的限制 。 也就 被 成 功 用 作 串 行 背 板 标 准 的 接 口是 论坛采纳 ， 命名为 Ｓ ＩＬｖｌ４Ｐ ａｅ２通常 Ｘ Ｕ ， 是 为 １ 千 兆 以太 网开发的 。该规范 Ｐ ｅｅ ｈｓ （ Ａ Ｉ它 ０ 缩 写 为 Ｓ Ｉ４２。该 接 口具 有 采 用 ＩＥ 适 用 于通 道排 列 电路 ，无论 四通 道轨线 长度 Ｐ一． ） Ｅ Ｅ一 １９ ． 准 Ｌ Ｄ ５３ ６标 Ｖ Ｓ的 ｌ 位 并 行数 据 通道 ， ６ 源 是 否 匹 配 ，符合 Ｘ Ｕ 的器 件 均能 接收无 误 ＡＩ
２ ８ Ｇ ／ ｆ Ｃ ４ Ｓ Ｍ １）９ ５ Ｇ ／ Ｏ 一 ． ８ ｂｓ Ｏ 一 ８／ － 、． ３ ｂ ４ Ｔ ６ ９ ｓ（ Ｃ １２Ｓ Ｍ ６） １． ｂ （０ 兆 以太 网） ９／Ｔ 一４或 ０ Ｇ ￣ １ 千 ３ 条件 下传 输 。 ２ 串并 行转换 器至成 帧器接 口 在 Ｓｎｔ Ｄ 的世界 中 ，光 纤 中 的数 据 ｏｅ Ｓ Ｈ ／
一
议 开 发的 Ｘ ｎ ａ 光模 块使 用 Ｘ Ｕ 接 口。后 ｅｐｋ ＡＩ 文还 将提 到 Ｘ Ｕ 也用 于系统 背板 。 Ａｔ ３成 帧器 与 网络处 理器 及其他 元件 间 的 接口 成帧 器与 网络 处理 器间传 输 的数据 可 代 表很 多不 同 的数据流 。 ｏｅＳ Ｈ帧 中包 含 的 ＳｎｔＤ ／ 附加 数据 表 明数据 有效 载荷 中每个 数据 流 的 位 置 ，该信 息 需要 在成 帧器 与 网络 处理 器 及 相关 器件 问传 输 ， 分类 引擎 和流 量管 理器 。 如 此 外 ，网络处 理器 和相 关器 件还 实现各 种 复 杂 的任务 ，如 数据 包传 向交换 芯 片 的时序 安 排 ，管 理 数据 包 内容 以确保没 有非 法数 据 进 人 网络 ，以及 测量 带宽 以便特 定应 用或 用 户 享有 优先权 。 由于这 些任务 很复 杂 ， 因此 需要 在成 帧器 与 网络 处理 器间 实施流控 制方 案 。 成帧 器 、网络处 理 器与相 关器 件 间通 常 使 用 的接 口包 括 Ｕｏｉ 接 Ｅ 、Ｏ — Ｈ ｔ ａ ｐ ｌＰ Ｓ Ｐ Ｙ接 口、Ｐ 接 口和 Ｆｅｂ ｓ 口。 ＳＩ ｌ ｕ接 ｘ 每个 接 口的后缀 为 ｌ ｅ Ｘ， ｅ ｌ 其级 别表 明标 称 数据速 率 。 ｅｅ ｖ Ｌｖｌ ２即指每 个方 向 的数据 速率 为 ６ ２ ｂｓＬｖｌ ２Ｍ ／，ｅｅ ３为 ２ ８ Ｇ ￣， ｖｌ ４为 ９ ５ Ｇ ￣ Ｌ ｖｌ ５ ． ８ ｂ ｌｅ ４ ｅ ． ３ ｂ ， ｅｅ ９ 为 ３ ． ｂＳ ９８ ，。因此 Ｐ Ｓ Ｐ Ｙ Ｌｖｌ４的标 称 Ｇ Ｏ — Ｈ ｅｅ 带 宽为 ９ ５Ｇ ／。Ｕｏｉ接 口是为 包含 固定 ． ３ ｂｓ ｔ ａ ９ ｐ 长度 Ａ Ｍ单 元 的数据 流而设计 的 。 Ｔ Ｐ ＳＰ Ｏ — ＨＹ接 Ｅ Ｓｎｔ 理 层上 的包）ｌ ｌ（ ｅ物 ｏ ｌ ｉ Ｐ — ｉ ｒ 和 Ｓｔ ｎ开 发 ，很 多 特 性 与 ｕ ＭＣ Ｓ ｒ ｅａ ａｒ ｕ — ｔｐ 接 口相 同， ｏｉ ａ 有一项 改进功 能值 得注 意 ， 即 Ｐ Ｓ Ｐ Ｙ能满 足 不同 长度数 据包 的需 要 ， Ｏ —Ｈ 而 Ｕｏｉ 只适用 于 固定 单元 长度 。 表 明 Ｐ Ｓ ｔ ａ ｐ 这 Ｏ— Ｐ Ｙ接 口是 为无 须 Ａ Ｍ 层 ，即可 在 Ｓ ｎ ｔ Ｈ Ｔ ｏｅ ／ Ｓ Ｈ传 输 层 上 直接 传 输 长度 变 化 的 Ｉ 的 Ｄ Ｐ包 应用 而 设计 的 ，因此 被称 作 Ｓｎｔ 的数 据 ｏｅ 上 包。 Ｓｎｔ 输 层 上 的变 长 度 Ｉ ｏｅ传 Ｐ包 。 Ａ Ｃ 的 ＭＣ ＦｅｂｓＬｖｌ４已 获光 网络 互 联 论 坛采 纳 ， ｌ ｕ ｅｅ ｘ 作 为 Ｓ ＩＬｖｌ ｈｓ １ｆ 般缩 写为 Ｓ Ｉ Ｐ ｅｅ ４ Ｐ ａ 一 ｅ Ｐ一 ４１ 并 已经 作为 业界标 准 规范 发布 。该规 范 ．， ） 在 每 个 方 向上 提供 ６ 位 并 行 点 至点 数 据 通 ４ 道， 它使 用 Ｈ Ｔ ｌ ｓ１Ｉ 源 同 步时 钟 频 Ｓ Ｌｃ ｓ ／ ａ Ｏ， 率 为 ２０ ｚ ０ＭＨ ，还 提 供 四分 之 一 速率 接 口和 １ 位 并行 数据通 道 。 ６ Ｐ Ｓ Ｐ Ｙ Ｌｖｌ Ｏ — Ｈ ｅｅ ４也 已经被光 网络互 联
传输 往往 采用 帧的形 式 。每 帧包 括 附加信 息 （ 于同步 、 差监 视 、 护切 换 等） 效 载 用 误 保 和有 荷 数据 。传 输设 备必须 在输 出数 据 中加 人帧 的附加信 息 ，接 收设备 则 必须从 帧 中提 取有 效 载荷数 据 ，并 用帧 的附加 信 息进 行系 统管 理 。这些操 作都会 在成 帧器 中完成 。 由于 成帧器 需要 实现某 些复 杂 的数 字逻 辑 ，因而决 定 了串并行 转换 器与 成 帧器 问所 用 的接 口技术 ，采用 标准 Ｃ Ｏ 工 艺制造 的 Ｍ Ｓ 高 集 成 度 Ｉ。 目前 的 Ｃ Ｏ ｃ Ｍ Ｓ工艺 不 能 支 持 １Ｇ ￣串行 数据 流 ，因此 串并行转 换 器与 成 ０ｂ 帧器 间需要 并行 接 口。 目前 最流行 的选 择 是
关 键 词 ： 信 ； 口技 术 通 接
１与 串并行转 换器相连 的光 电器 件 在高 速光纤 通信 系统 中 ，传 输 的数 据流 需 要进行 格式转 换 ，即在光 纤传 输 时的 串行 格 式 及在 电子 处 理时 的并 行 格式 之 间 转换 。 串行器—— 解 串 器 （ 般被 称作 串并行 转 换 一 器） 就是 用来实 现这种转 换 的。串并 行转 换器 与光 电传感 器 间的接 口通 常为 高速 串行 数据 流， 利用一 种编码 方 案实现 不 同信令 ， 可 这样 从数 据恢 复嵌入 时钟 。根据 所支 持 的通 信标 准 ，该 串行 流 可 在 １ ５ ｂｓ（ 兆 以太 网 ） ． Ｇ／ 千 ２ 、
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ＵＰ１ … ｒ ｔ Ｚ 磊 Байду номын сангаас （３ Ｉ Ｕ ， ｄ Ｐ
信 息 技 术
常用通 信接 口技术处理
李 一 丁
（ 尔滨海格智能电子设备有 限责任公 司， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
摘 要 ： 过去 几年 里 ， 在 用于 消除 Ｉ 、 ｃ 电路 板和 系统 之 问数据 传输 瓶颈 的接 口标 准层 出不 穷 ， 文将 就 通信 应 用 标准 部件 的 某些 最 本 流行 的标 准进行 分析 ， 并研 究众 多新 标 准 出现 的原 因， 以技 术浅谈 。 做
制 的灵 活接 口， 它可用 作 １ 千 兆 以太 网的 有 Ｏ 效 接 Ｅ， 可 用 于存 储 区域 网络 （ Ｎ。 目前 ｌ还 Ｓ ） Ａ 市 场上 有各 种采 用 ＳＩ４２ 口的新产 品 ， Ｐ一 ．接 还 有 一 些 产 品 正 在 开 发 之 中 ，除 了 Ｓｎｔ Ｄ ｏｅＳ Ｈ ／ 成 帧 器 和 网络 处理 器 ， 包 括 Ｔ Ｐ卸载 引擎 还 Ｃ
架构间需要在通过背板通信 ，仍然可 以使用 Ｃ Ｉ ｅｅ １ ＳＸ Ｌｖｌ 协议 ，但这种电气接口并不合 适。 信号将穿过连接器 ， 从端 口卡到达系统背 板 ， 过数 英 寸 到达另 一个 连 接器 ， 后进人 经 然
交换 卡 。有诸 多 原 因使得 越来越 多 的设计 者
Ｆｅ ｂ ｓ接 口 由 ＡＭＣ 开 发 ， 可 处 理 选择 具有 嵌入 式 时钟 的 串行接 口来 实现这 些 ｌｘ ｕ Ｃ
由光 网 络 互 联 论 坛 （ｐ ｃｌ Ｉ ｅ ｅ ｏｋ ｇ Ｏ ｔ ａ ｎ ｒ ｔ ｒｉ ｉ ｔｎｗ ｎ
Ｆｒｍ 开发 的 Ｓ Ｉ４ 该接 口使 用两 个 速度 达 ｏｕ ） Ｆ一 ， ６２ ／的 １ 位并行数 据流 （ 方 向一个） ２Ｍｂ ｓ ６ 每个 。 ＳＩ４ 目前很多 新型接 口一样 ， 用源 同步 Ｆ一 与 使 时钟 ，即时 钟信 号与数 据信 号共 同 由传 输 器 件传输 。源同步时钟可显著降低时钟信号与 数据信 号 间的偏 移 ，但 它不 能完 全消 除不 匹 配 Ｐ Ｂ线路 长度 引起 的偏 移效应 。 ６ Ｃ ｌ 个数 据 信 号 和 时 钟 信 号 均 使 用 ＩＥ 一 ５３ Ｅ Ｅ １９． 准 ６标 Ｌ Ｄ 信令。 ＶＳ 该接 口仅需在 串并行 转换 器与 成 帧器 间来 回传输数 据 ， 离较 短 ， 距 因此无 须具 备复杂 的流控 制或误 差检测 功能 。 以太 网中也存在类 似接 口。 １ 在 ０千兆 以 太 网 Ｐ Ｙ 的物理 编码 子 层（Ｃ ） 物 理 介 质 Ｈ Ｐ Ｓ与 连接（ＭＡ层 之 间 ， Ｅ 一０ ． ｅ 范提 供 了 Ｐ ） Ｉ Ｅ ８２３ 规 Ｅ ａ 种被 称作 Ｘ Ｂ 的接 口。 ＳＩ 这种 １ 千 兆 １ 位 ０ ６ 接 口在每个方向都具有 １ 位并行数据 流及 ６ 源 同步 时钟 。 数据和 时钟均使 用 ＩＥ 一 ５ ３ Ｅ Ｅ １９ ． ６ 标 准 Ｌ Ｄ 信 令 。数据 通 道使 用 ６ ｂ ６ 编 ＶＳ ４／ ｂ ６ 码方案， 其时钟频率为 ６４ Ｈ 。 ４Ｍ ｚ 该 １ 千 兆 以太 网 规 范使 用 串行 接 口连 Ｏ 接 Ｍ Ｃ介质访 问控 制） 和 Ｐ Ｙ物 理） 。 Ａ（ 层 Ｈ （ 层 这 个被 称 作 Ｘ Ｕ 的接 口， ＡＩ 也被称 为 １ 千 兆 连 ０ 接单元接 口，这是一种使用四通道的串行接 口 ， 通道 传 输 ２ Ｇ ￣有 效 载荷 数 据 ，ｂ 每个 ．ｂ ５ ８／ １ｂ编码 使 每 个 通道 比特 率 高 达 ３１５ ｂ 。 ０ ． Ｇ ／ ２ ｓ 该接 口一般用 于连 接 Ｍ Ｃ和包 含 Ｐ Ｙ及 光 Ａ Ｈ 器件 的独 立模块 。根据 几家 制造 商 的多 源协