采用带有收发器的全系列40-nm FPGA 和ASIC 实现创新设计

收发器接口是系统规划人员首先要考虑的关键因素，而器件选择取决于所能够提供的功能、性能、功耗和成本目标。最终，一定的市场需求决定了收发器系列产品最合适的功能。
市场需求
图1 显示了使用以太网协议的几个例子，目前的通信基础设施中使共模电感器用了收发器。网络中的每一部分都使用
了串行收发器技术，但是有工字电感不同的带宽要求。越靠近用户侧，成本和功耗就越敏感，同时，带宽也在降低，
收发器速率和数量也在减少。此外，随着实际应用中处理需求的变化，器件密度和特性的关系也在不断变
化。

图1. 通信基础设施中的收发器
表1. PMA 收发器功耗/ 通道对比

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固网接入、传输和网络设备
以太网已经发展成为当今应用最广泛的物理层和链路层协议。而作为IEEE 标准802.3ae 于2002 年发布的10GbE 是目前最快的标准， IEEE正在制定40GbE和100GbE 以太网标准。网络已经向数据包传输和全以太网设备过渡，应用范围包括数据包处理和流量管理功能为主的桥接和全数据通道处理等(1)。根据网电感器厂家络中靠近用户的程度以及位置，带宽从10 Gbps 至20 Gbps 发展到 40 Gbps 至80 Gbps，甚至是100 Gbps。并不存在能够满足所有需求的解决方案，因此，设备必须能够支持不同的密度、特性、性能、功耗和成本目标。
关键需求推动了技术创新，包括对集成10G 收发器、高密度和高性一体成型电感器能的需求，以及对以太网、GPON、CEI-6/Interlaken 和SONET/SDH 等协议标准的支持。
无线设备
过去，无线标准( 空中接口) 在发展过程中采用了不同的技术和物理通道，但是，对于3.9G/4G，更大的载波带宽(20 MHz) 使得所有主要空中新接口使用OFDMA 技术。虽然正交频分复用多址接入/ 多输入多输出(OFMDA-MIMO) 方法有可能在不久的将来实现技术融合，但目前的标准仍在不断发展，继续得以实施。
主要的无线需求包括在同一系统中对多种标准的支持，新一代体系结构中较强的信号处理能力，减少系统总延时等，所有这些需求都要求进一步提高集成度。而且，无线解决方案必须能够灵活的延伸到名为毫微微基站( 以及微微基站、微基站和宏基站等) 的家庭基站中。这些市场和技术要求推动了高度集成方案的发展，最终成为芯片系统(SoC)。而且，这些收发器PLD 所具有的优点和其他解决方案具有可比性，甚至优于其他方案：
■ 在用户数量或者每单元吞吐量上的成本和性能
■ 每Mbps 和每mm2 功耗和面积
■ 不同空中接口和协议的芯片间、卡对卡以及机箱之间接口高速收发器的灵活性和可更新能力
此外，很难有能够满足所有需求的通用解决方案。推动技术创新的关键需求包括更高的集成度，更低的成本，更好的性能，集成了DSP 功能的信号处理能力，以及支持CPRI/OBSAI 和Serial RapidIO® 等专用协议。
军事、广播、计算机和存储、测试和医疗，以及其他市场领域
其他市场领域对收发器的需求各有不同，需要综合考虑密度、性能、特性和功耗要求。PCIe Gen1 和Gen2以及以太网等标准协议得到了广泛应用。某些市场对协议有特殊的要求，例如，广播应用的SDI，以及计算机和存储的SATA/SAS、HyperTransport™ 和QPI 等。由于很多应用只需要采用支持专用协议的收发器，因此， 10G 收发器在宽带连接上迅速得到了应用，成为很多产品的主要技术推动力量。
关键技术
带有收发器的FPGA 和ASIC 系列产品采用的技术包括工艺技术、支持可编程功耗技术的功耗和性能优化措施、逻辑架构、I/O、PLL、外部存储器接口、高速串行收发器、时钟数电感器价格据恢复和时钟产生、预加重和均衡，以及在PCIe 等协议上应用硬核知识产权(IP) 等。
工艺技术和40-nm 的优势和以前的65-nm 节点以及最近的45-nm 节点相比， 40-nm 工艺有很大的优势。最显著的一点是更高的集成度，半导体生产商可以在更小的管芯中集成更多的功能，生产出密度更高的器件。
40-nm 工艺还进一步提高了性能。40 nm 最小的晶体管逻辑门长度比65 nm 逻辑门长度短38.5%，比45-nm 工艺的逻辑门长度短11%。40 nm 的阻抗进一步降低，从而提高了驱动能力，实现了性能更好的晶体管。应变硅技术使电子和空穴的移动能力提高了30%，晶体管性能提高了近40%。

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