1、RAPIDIO一、RapidIO 简介RapidIO 是由 Motorola 和 Mercury 等公司率先倡导的一种高性能、 低引脚数、 基于数据包交换的互连体系结构，是为满足现在和未来高性能嵌入式系统需求而设计的一种开放式互连技术标准。RapidIO 主要应用于嵌入式系统内部互连， 支持芯片到芯片、板到板间的通讯，可作为嵌入式设备的背板（Backplane）连接。RapidIO 协议由逻辑层、传输层和物理层构成。逻辑层定义了所有协议和包格式。这是对终端 进行初始化和完成传送的很有必要的信息。传输层为数据包从一个终端到另一个终端通道的必要信息。物理层描述了设备之间接口协议，例如包传装置，流量
2、控制， 电特性及低级错误管理等。Rapid IO 分为并行 Rapid IO 标准和串行 Rapid IO 标准，串行RapidIO 是指物理层采用串行差分模拟信号传输的 RapidIO 标准。RapidIO 行业协会成立于2000年，其宗旨是为嵌入式系统开发可靠的、 高性能、 基于包交换的互连技术，2001 年正式发表其基本的规范。 2003 年10 月，国际标准组织（ISO）和国际电工委员会(IEC)一致通过了 RapidIO 互连规范，即 ISO/IEC DIS 18372，这使 RapidIO(ISO)成为嵌入式互连技术方面得到授权的唯一标准。RapidIO 的规范发布历史如下：200
3、1年3月，发布 RapidIO 1.1规范；2002年6月，发布 RapidIO 1.2规范；2005年2月，发布 RapidIO 1.3规范；2007年6月，发布 RapidIO 2.0规范；2009年8月，发布 RapidIO 2.1规范；2011年5月，发布 RapidIO 2.2规范。RapidIO 1.x 标准支持的信号速率为 1.25GHz、2.5GHz 和3.125GHz ；RapidIO 2.x 标准在兼容 Rapid IO 1.x 标准基础上，增加了支持5GHz 和6.25GHz 的传输速率 。RapidIO 已有超过10 年的历史，仍然生机勃勃，它还在继续为开发人员提供高速
4、、先进的通讯技术：可对许多集成电路、板卡、背板及计算机系统供应商提供支持。目前，支持 RapidIO 标准的厂商有： Mercury Computer Systems、Freescale Semiconductor、Lucent-Alcatel、PMC-Sierra、Texas Instruments、Tundra Semiconductor、WindRiver、AMCC、Curtiss-Wright Controls、GE Fanuc 等，也就是说世界上几乎所有的嵌入式主流厂商都已经支持 RapidIO 技术，显然，RapidIO 势在必行。发展至今，开发人员有100 多种基于 RapidI
5、O 的产品可供选择，这些产品涵盖了各种开发工具、嵌入式系统、IP、软件、测试与测量设备及半导体(ASIC、DSP、FPGA)等。二、RapidIO 互联芯片RapidIO 互联主要通过 RapidIO 交换芯片实现，研制 RapidIO 交换芯片的厂商主要有Tundra 公司、IDT 公司和 Redswitch 公 司等。Redswitch 公司的产品及应用都较少，Tundra 公司后并入 IDT 公司。IDT 公司提供了多种高性能，低功耗的 RapidIO 交换芯片，介 绍几种应用较多的 RapidIO 芯片：1) CPS-1848CPS-1848芯片基于 RapidIO 2.1规范，共有4
6、8路串行通道，可以灵活配置为124，182，181 的端口工作方式，端口数最多可以配置为18个，芯片内部交换带宽达到 240Gbps，提供无阻塞的全双工交换能力。高性能的 SerDes 通道可以实现单路1.25、2.5、3.125、5.0或6.25Gbaud 的传输速 率。2 CPS-1432CPS-1832芯片基于 RapidIO 2.1规范，共有32路串行通道，可以灵活配置为84，142，141 的端口工作方式，端口数最多可以配置为14个，芯片内部交换带宽达到 160Gbps，提供无阻塞的全双工交换能力。高性能的 SerDes 通道可以实现单路1.25、2.5、3.125、5.0或6.25
7、Gbaud 的传输速 率。3 CPS-1616CPS-1616芯片基于 RapidIO 2.1规范，共有16路串行通道，可以灵活配置为44，82，161 的端口工作方式，端口数最多可以配置为16个，芯片内部交换带宽达到 80Gbps，提供无阻塞的全双工交换能力。高性能的 SerDes 通道可以实现单路1.25、2.5、3.125、5.0或6.25Gbaud 的传输速 率。4. Tsi578Tsi578芯片是 Tundra 公司推出的 RapidIO 交换产品，后并入 IDT 公司，该芯片 基于RapidIO 1.3规范，共有16路串行通道，可以灵活配置为84或161的端口工作方式，端口数最多可
8、以配置为16个，芯片内部交换带宽达到80Gbps，提供 无阻塞的全双工交换能力。高性能的 SerDes 通道可以实现单路 1.25、2.5或3.125Gbaud 的传输速率。三、RapidIO 系统1.Kontron（控创）AM4100 PowerPC 板卡AM4100是控创电子推出的双核的 PowerPC 处理器板，采用标准 AMC 接口，在ATCA 或 TCA 系统中主要应用于协议处理与数据控制。主要技术指标：1) Freescale 双核 MPC8641D 处理器2) 1路 RapidIO1或 PCIe1接口可选配 2.Kontron（控创）AM4101 PowerPC 板卡和 AM41
9、00功能类似，AM4101 也是控创电子推出的双核的 PowerPC 处理器板，采用 标准 AMC 接口，在 ATCA 或 TCA 系统中主要应用于协议处理与数据控制。和 AM4100的不同之处主要是 AM4101的 RapidIO 和 PCIe 接口是 分开的，而在 AM4100中，RapidIO和 PCIe 接口是复用的。主要技术指标：1) Freescale 双核 MPC8641D 处理器2) 1路 RapidIO1接口3) 1路 PCIe1接口3.Kontron（控创）OM6040 AMC 机箱OM6040是控创电子推出的 MicroTCA 系统机箱，用于加固的 AMC 板卡互联，机箱
10、采用 标准 AMC 接口，最多可插入4块 AMC 板卡。通过一块 MCH 管理板，可以实现千兆以太网、PCIe 和 RapidIO 的交换功能，其中，RapidIO 交换 采用 IDT 公司的交换芯片。主要技术指标：1) 4路 AMC 接口，支持热插拔2) 背板单星形拓扑结构3) 支持 RapidIO1交换4) Linux 操作系统 4. CommAgility AMC-2C87W3双 DSP+FPGA 板卡CommAgility 来自英国，是一家在信号处理领域开发 AMC 板卡的公司，中国区域的代理 为北京博弈泰科科技有限公司。AMC-2C87W3是该公司开发的双 DSP+FPGA 的处理器
11、板卡，该板卡采用标准 AMC 接口，双 DSP 与 FPGA 之间均 采用 RapidIO 接口通过RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT Tsi578。主要技术指标如下：1)双 DSP，采用 TI TCI6487多核 DSP，1.2GHz，每个 DSP 有两路1RapidIO 接口2) Xilinx Virtex-5 LX110T-2 FPGA，一路4RapidIO 接口3)通过 AMC 接口扩展3路4RapidIO 接口 5. CommAgility AMC-2C6616双 DSP+FPGA 板卡AMC-2C6616是 CommAgility 公司开发的双 DSP+FPGA 的处
12、理器板卡，该 板卡采用标准 AMC 接口，双 DSP 与 FPGA 之间均采用 RapidIO 接口通过 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT CPS-1848，RapidIO 接口都符合 RapidIO2.1规范。主要技术指标如下：1)双 DSP，TI TMS320TCI6616多核 DSP，1.2GHz ，1 G64 位 DDR3-1600 SDRAM2)每个 DSP 均有一路4RapidIO V2.1 接口与交换芯片互联，数据速率高达20Gbps3) Xilinx Virtex-6 FPGA，两路4RapidIO V2.1接口与交换芯片互联，单端口数据速率高达20Gbps4)
13、通过 AMC 接口扩展两路4RapidIO V2.1 接口5)前面板出两路 mini-SAS 接口，可配置为4RapidIO V2.16. CommAgility AMC-2C6670双 DSP+FPGA 板卡AMC-2C6670是 CommAgility 公司开发的双 DSP+FPGA 的处理器板卡，该 板卡采用标准 AMC 接口，双 DSP 与 FPGA 之间均采用 RapidIO 接口通过 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT CPS-1848，RapidIO 接口都符合 RapidIO2.1规范。主要技术指标如下：1)双 DSP，TITMS320C6670多核 DSP，1.
14、2GHz，1 G64位 DDR3-1600 SDRAM2)每个 DSP 均有一路4RapidIO V2.1 接口与交换芯片互联，数据速率高达20Gbps3) Xilinx Virtex-6 FPGA，两路4RapidIO V2.1接口与交换芯片互联，单端口数据速率高达20Gbps4)通过 AMC 接口扩展两路4RapidIO V2.1 接口5)前面板出两路 mini-SAS 接口，可配置为4RapidIO V2.17. CommAgility AMC-3C87F3 三 DSP+FPGA 板卡AMC-3C87F3是 CommAgility 公司开发的三 DSP+FPGA 的处理器板卡，该板卡采用
15、标准 AMC 接口，DSP 与 FPGA 之间均采用 RapidIO 接口通过 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT Tsi578。主要技术指标如下：1)三 DSP，TITMS320TCI6487DSP，1.0GHz，128 MB16位 DDR2-667 SDRAM2)每个 DSP 有两路1RapidIO 接口3) Xilinx Virtex-5 LX110T-2 FPGA，一路4RapidIO 接口4)通过 AMC 接口扩展3路4RapidIO 接口8. CommAgility AMC-D4F1-1200四 DSP+FPGA 板卡AMC-D4F1-1200是 CommAgilit
16、y 公司开发的四 DSP+FPGA 的处理器板卡，该板卡采用标准 AMC 接口，DSP 与 FPGA 之间均采用 RapidIO 接口通过 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT Tsi578。主要技术指标如下：1)四 DSP，TITMS320C6455 DSP ，1.2GHz，128 或256MB DDR2-500 SDRAM2)每个 DSP 有1路4RapidIO 接口3) Xilinx Virtex-4 FX100 FPGA，一路4RapidIO 接口4)通过 AMC 接口扩展2路4RapidIO 接口 9. CommAgility AMC-V5F FPGA 处理板卡AMC-V
17、5F 是 CommAgility 公司开发的 FPGA 处理器板卡，该板卡采用标准 AMC 接口，主处理器为一片 Xilinx V5 FPGA，采用 RapidIO V1.3接口与 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT Tsi578。主要技术指标如下：1)一片 Xilinx Virtex-5FPGA，标准配置为 SX95T-2，可选配为 LX110T、LX155T 或FX100T2)两片独立的128M16位 DDR2-600 SDRAM，128Mbytes FLASH3)一路4RapidIO 连接至交换芯片，一路 4RapidIO 接口连接至前面板，速率高达10Gbps4)通过 A
18、MC 接口扩展2路4RapidIO 接口10. CommAgility AMC-V6 FPGA 处理板卡AMC-V6是 CommAgility 公司开发的 FPGA 处理器板卡，该板卡采用标准 AMC 接 口，主处理器为一片 Xilinx V6 FPGA，采用 RapidIO V2.1接口与 RapidIO 交换芯片互联，交换芯片为 IDT CPS-1848。主要技术指标如下：1)一片 Xilinx Virtex-6FPGA，标准配置为 LX240T-2，可选配为 LX550T-22)一片128M16位 DDR3-1066 SDRAM，一片256M32位 DDR3-1066 SDRAM ，12
19、8Mbytes FLASH3)两路4RapidIO V2.1 接口连接至交换芯片，一路4RapidIO V2.1接口连接至前面板，速率高达20Gbps4)通过 AMC 接口扩展2路4RapidIO V2.1 接口 11 CommAgility AMC-TJ1 AMC 载板AMC-TJ1是 CommAgility 公司开发的 AMC 载板，该载板提供两路标准 AMC 接口，主要技术指标如下：1)可提供 JTAG 测试2)具有端口自绕回功能3)提供电流监控功能4)接口丰富，便于测试 12. Silicon Turnkey Express 公司相关产品SRDP2SRDP2是 Silicon Turn
20、key Express 公司开发的 S-RIO Gen2开发平台，采用 IDT 的CPS-1848和 SPS-1616芯片，主要技术指标如下：传输速率：6.25，5，3.125，2.5，1.25Gbaud；协议支持： S-RIO Gen1(V1.3)或 S-RIO Gen2(V2.1)5. RS-1001 RapidIO Gen2开发环境(交换板)该开发环境采用 IDT 公司的 RapidIO Gen2产品 CPS-1848和 CPS-1616，可提供多种形式的 SRIO 通道3路 AMC B+接口：其中两路 AMC 接口支持2路4SRIO 通道，一路 AMC 接口支持3路4SRIO 通道，2路 SFP+接口：每路接口支持1路1SRIO 通道1路 QSFP+接口：1路4SRIO 通道2路 Infiniband/CX-4接口：每路接口支持1路4SRIO 通道1路 SMA 接口阵列：1路4SRIO 通道
