目前，家庭視頻和高級商業服務業務的快速發展對全球電信網絡的帶寬提出了更大挑戰。為了應對上述挑戰，運營商們正在追求包括 40Gbps SONET(OC-768和OTU3)、40GE以太網、以及100GE以太網在內的更高的端口速率。同時，IEEE高速串行IO工作組有關40GE和100GE標準(IEEE 802.3ba)的制定工作也已經接近尾聲。

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　　相關數據顯示，到2016年，40GE和100GE系統市值有望達到42億美元。對40GE 和 100GE等新的解決方案的最初需求主要來自大型數據和交換中心，但最新的趨勢表明，文件和存儲虛擬化、高分辨率圖像和視頻等也需要更高速率的接口。

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　　這些需求都對系統和硬件設計人員提出了多方面的挑戰。工程師開發的硬件在從10G 至 40G 再到100G的遷移過程中，要能夠滿足鏈路可靠運行的信號完整性要求。 除了必須支持多種連接協議外，還要能夠適應100G光學模塊和媒體接入控制器(MAC)之間接口標準演化所帶來的變化。當然，產品快速面市的要求也為設計人員帶來挑戰。

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　　過去幾年的時間里，FPGA在網絡和電信系統開發中的角色得到了很大的擴展，不再是僅僅用于集成電路板上不同元器件之間的橋接邏輯。基于FPGA的解決方案既提供了專用芯片解決方案所具有的功能、性能和靈活性，同時又降低了開發成本。隨著FPGA器件成本不斷降低以及密度/性能的不斷提高，今天的FPGA已經可以覆蓋從最低端的DSLAM和以太網交換機直到最高端的核心路由器和WDM設備。

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適用于40G 和100G網絡的FPGA解決方案

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　　日前，Xilinx公司針對下一代100G以太網電信基礎設備，推出了經過優化的Virtex-5 TXT平臺。該公司亞太區銷售部副總裁楊飛介紹說，Virtex-5 TXT集成了48個 6.5Gbps GTX收發器，而且GTP收發器在低功耗模式3.5Gbps時只消耗100mw功耗，在6.5Gpbs高速模式下功耗小于200mw。同時，Virtex-5 TXT器件目前還可用于構建600Gbps總帶寬的網絡橋接，例如：100GbE至120Gbps Interlaken；40Gbps Quad XAUI至50Gbps Interlaken；OC-768至OTU-3；SFI-5 至4xSFI4.2。

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　　此外，Xilinx與Sarance Technologies公司還共同推出了100GE MAC解決方案，可以利用Virtex-5 FPGA實現全功能IEEE 802.3ba的標準。目前，采用了兩片Virtex-5 FXT FPGA、10個外部10Gbps PHY以及眾多系統側接口的該解決方案已經在第1層供應商硬件原型上運行。

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　　采用了Virtex-5 TXT FPGA平臺的100GE MAC-to-Interlaken橋接解決方案在單片FPGA和三個外部多路SERDES復用器內集成了全部功能。在具體的設計中，內建于GTX 收發器的Xilinx專用64/66和64/67編碼/解碼功能，可節約近1/5的邏輯資源和功耗。

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　　目前Virtex-5 FPGA有兩個型號，分別是TX150T和TX240T，現有的設計工具(包括ISE Design工具套件、用于設計優化的PlanAhead Tool、ChipScope Pro Serial I/O工具套件以及來自Synopsys公司的HSPICE models、Mentor 公司的ELDO、Ansoft 公司的Nexxim、Agilent公司的ADS、Mentor公司的SI工具等)都可以支持該器件的開發。楊飛表示，Xilinx以及Xilinx的第三方合作伙伴也提供PCIE2.0、10GE等IP。

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　　看準40G/100G網絡市場機遇的不止Xilinx公司。美國FPGA初創公司Achronix近日宣布，全球速度最快的FPGA產品SPEEDSTER SPD60現已開始供貨。值得注意的是，采用TSMC 65nm工藝制造的SPD60可同時支持20個10.3 Gbps串行器/解串器(SerDes)、4個獨立的1066 Mbps DDR2/DDR3存儲器接口等標準。

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　　盡管創始人、董事長兼首席執行官John Lofton Holt一再聲稱，Achronix將不會與Altera、Xilinx展開直接競爭。但他也同時強調說，運營商目前都非常迫切地想把40G/100G以太網接口標準配置到自己的核心網絡中去，而10.3G SerDes將是實現這一目標的關鍵技術。

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　　Speedster 10.3Gbps SerDes可支持多種高速接口，比如40G/100G以太網、CEI-6G、10Gbps背板、XFI、PCI Express(Gen1& Gen2)、XAUI、Serial Rapid IO 以及Infiniband等。此次發布的SPD60中集成的10.3G SerDes據稱也是全球最快速的FPGA 可編程SerDes IO。

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　　“我們認為對10G serdes的需求會在明年初爆發，”Altera公司的Greenfield表示，“Verizon, AT&T和其他公司希望到2010年就能展開40Gbit和100Gbit系統，所以在2009年底就要進行區域測試，因此至少要在2009年初提供支持的芯片。”

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　　Altera已經在他們的內部實驗室開展10G serdes的設計，并在明年初就可以在他們的FPGA上實現，Greenfield透露，他們的40nm FPGA的最初產品在年底就能達到8.5G serdes。

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