Necesitas usar un transceptor cuando quieras sacar señales de alta velocidad desde el interior del FPGA y la interfaz con el mundo real.
Los ejemplos típicos son comunicarse con otras partes de alta velocidad en la misma placa (por ejemplo, otra FPGA o ADC) o con la interfaz fuera de la placa (por ejemplo, mediante PCI, HDMI o Ethernet).
Para enviar estas señales de alta velocidad correctamente hay una serie de consideraciones de codificación y eléctricas. Tal vez sea necesario eliminar el sesgo de DC, por ejemplo, utilizando alguna forma de codificación de símbolos (por ejemplo, 8b / 10b ). Tal vez el canal de comunicación utiliza pares diferenciales para enviar datos de alta velocidad con precisión a través de un cable. Los fabricantes de FPGA incorporan transceptores flexibles para hacer este trabajo, lo que le ahorra el esfuerzo.
Por ejemplo, Spartan 6 LXT contiene lo que llama Xilinx un "3.2 Gbps GTP transceptor". Su literatura dice:
- Implementar protocolos seriales a la potencia más baja
- Los dispositivos contienen hasta 8 circuitos de transceptor gigabit
- Rendimiento de hasta 3.2Gbps
- Interfaces de alta velocidad: Serial ATA, Aurora, 1G Ethernet, PCI Express, OBSAI, CPRI, EPON, GPON, DisplayPort y XAUI
- Menor consumo de energía: < 150mW (típico) a 3.2Gbps
Eso es un montón de interfaces de alta velocidad que pueden lograrse utilizando los transceptores.
Usted podría implementar mucho de esto por su cuenta y en FPGA más antiguos / pequeños / más baratos, esta es a menudo la única manera. Sin embargo, pronto se encontrará con problemas para diseñar la lógica que funcionará lo suficientemente rápido para mantenerse al día y requerirá una gran cantidad de componentes externos para la interfaz eléctrica.
Desafortunadamente, con muchas interfaces modernas, los pines de E / S FPGA normales simplemente no funcionan lo suficientemente rápido para alcanzar las altas tasas de datos requeridas.
En resumen, los beneficios de los transceptores internos son:
- Los mecanismos de codificación no ocupan recursos FPGA y pueden ejecutarse a una velocidad alta garantizada (no es necesario comprometer otras partes de su diseño para mantener las restricciones de tiempo).
- Las interfaces eléctricas se manejan con partes mínimas externas.
- La implementación de interfaces extremadamente complicadas (por ejemplo, PCI Express) se realiza por usted y (si corresponde) está certificada.
- El silicio dedicado usará (probablemente) una potencia menor que otros bloques dentro del FPGA.
Las desventajas incluyen:
- Está limitado a una pequeña cantidad de interfaces externas específicas. Sin embargo, los FPGA más modernos son lo suficientemente flexibles y hay una serie de interfaces de alta velocidad que se están volviendo comunes.
- Los FPGA con potentes transceptores probablemente costarán más en comparación con las partes sin.