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Implementación práctica de PCI Express Gen3 a través de cableado óptico (IV)

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Viene de Implementación práctica de PCI Express Gen3 a través de cableado óptico (III)
Implementación

La prueba de demostración consistía en un PC host que alberga una tarjeta adaptadora PLX con el switch Gen3 PEX8748 de 48 lanes. Como se observa en la Figura 5, la tarjeta tiene un ensamblaje de montaje daughter para incorporar los módulos transmisores y receptores de la serie AFBR-81/82 al propio conmutador. En el otro extremo del enlace óptico, se sitúa una segunda tarjeta de conmutación con otro par de módulos AFBR-81/82 en la placa de distribución para proporcionar una agregación de datos fan-out y upstream de periféricos express, como discos SSD y tarjetas Ethernet HBA. Para esta demostración de concepto, sólo ocho de las doce lanes ópticas del MiniPOD están en funcionamiento, permaneciendo las otras cuatro inoperativas.

Figura 5 Tarjeta PEX8748 SI con adaptador MiniPODTM de Avago Technologies.
Figura 5 Tarjeta PEX8748 SI con adaptador MiniPODTM de Avago Technologies.

Cada extremo del enlace físico se termina usando un IC Switch Gen3 PCIe PLX, que incluye recuperación de reloj / datos y ecualización TX / RX para cada puerto de alta velocidad. Como el transceptor del IC conmutador se ejecuta en su modo asíncrono opcional, no se requiere la función Clock & Data Recovery (CDR) en el módulo óptico y, por consiguiente, se conserva la ventaja de latencia de PCIe. La ejecución “corta” de la PCB permitida por la ubicación mid-board del módulo óptico del MiniPOD facilita que las señales TX y RX del IC switch PLX interactúen directamente con los módulos de Avago Technologies (con la única necesidad de AC-coupling entre los dos elementos). Para mejorar aún más el rendimiento, los puertos I/O eléctricos posibilitan ajustes de ecualización / énfasis y amplitud mediante control serie de dos hilos en una base por lane.

Resultados del test de demostración

En esta demostración, se implementó exitosamente un enlace PCIe Gen3 x8 link sobre 30 metros de fibra óptica multimodo de bajo coste OM3.

El enlace soporta la siguiente funcionalidad PCIe:

  • Operación asíncrona (SSC no nativo, pero con provisiones de aislamiento SSC)
  • Sólo estado activo L0 (Enlace funcional enable / disable bajo sistema operativo controlado)
  • Negociación de velocidad de enlace normal PCIe.
  • Configuración para ancho de enlace estándar down training.

Como resultado de los aspectos técnicos tratados anteriormente, el enlace todavía no soporta las siguientes funciones:

  • Gestión de Potencia de Estado Sólido PCIe
  • Reinicios síncronos in-band (sólo se soporta un reset independiente out-of-band)

Como se aprecia en el ejemplo representativo de la “traza de calidad de ancho de ojo”, tomada en el receptor PLX con un cable de 30 metros, el link demuestra una buena integridad de señal y recuperación de datos sin errores.

Figura 6 Medición “data eye” con un switch PLX (30 metros).
Figura 6 Medición “data eye” con un switch PLX (30 metros).

Observaciones finales

También hay que recordar que, para esta demostración, los módulos ópticos MiniPOD™ soportan PCIe 3.0, que opera a 8.0 Gbps por lane y posee capacidad para funcionar sobre ratios de línea de 1 a más de 10.3125 Gbps. Como consecuencia, estos dispositivos ópticos pueden operar con PCIe 2.x a 5 Gbps y PCIe 1.x a 2.5 Gbps sin cambios de configuración ni compensación. Este amplio rango de velocidad evidencia que, además de ofrecer una excelente opción para implementar enlaces ópticos compatibles con PCIe Gen3, las mismas tecnologías también pueden servir como base para enlaces ópticos multi-velocidad backwards-compatible en futuras generaciones de productos de aplicación específica.

 

Referencias:
 
Notas:
Avago, Avago Technologies, el logotipo y MiniPOD son marcas registradas de Avago Technologies Limited, Intel es marca registrada de Intel Corporation, PLX y PLX Technologies son marcas registradas de PLX Technologies, y Fusion I/O es marca registrada de Fusion io.