ワイヤレス AE54:Xilinx評価ボードとCobraレコーダの接続

はじめに:

ザイリンクスは、さまざまなユーザ定義アプリケーションに使用できるPCI Expressおよび光インターフェースを備えたいくつかの評価ボードを提供しています。アプリケーションによっては、記録が必要な高速データストリームを出力する場合と、連続データストリームの入力が必要な場合があります。

 

Conduant社のStreamStor®:

Xilinx VCU118開発ボードConduant社StreamStor®は、データのタイプ(RF、レーダ、イメージングなど)に関係なく、最大20GB/s(160 Gb/s)のレートでリアルタイムデータストリームを記録または再生できます。StreamStor®は、高速シリアルインターフェースを介して光学的または銅線で接続できます。このアプリケーションノートは、光接続に焦点を当てています。StreamStor®製品はザイリンクスFPGAを使用して設計されているため、高度な構成が可能であり、ザイリンクス評価ボードや他のザイリンクスベースのハードウェアと簡単にインターフェースできます。

 

 

 

 

Conduant Cobra FPGAボード高速シリアル光レーンを備えたほとんどすべてのザイリンクス評価ボードは、複数の異なるプロトコル(Aurora、Interlaken、Serial RapidIOなど)の1つを使用してStreamStor®に接続できます。ただし、この記事では、QSFP28(4レーン、8ファイバー)とSamtec FireFly™マイクロフライオーバーシステム™(4レーン、8ファイバー)相互接続オプションの両方を備えているため、相互接続のデモとしてザイリンクスVCU118(Figure1)を選択しました。Conduant製 Cobraボード(Figure2)は、StreamStor®レコーダ(Figure3)への光学インターフェースを提供します。CobraのSamtec FireFly™光ケーブルアセンブリは、24ファイバーMTP/MTOコネクタを介して12レーン接続を提供します。CobraとVCU118ボード間のトランシーバモジュールのタイプとレーン幅の違いは、StreamStor®に光学的に接続するさまざまな方法を示す理想的な例です。

Cobraレコーディングシステム

このアプリケーションノートは次の内容を説明します。

● StreamStor®レコーダをザイリンクス開発ボードに簡単に追加
● 異なるレーン数の端点間を調整する方法
● 異なるタイプのトランシーバ間で調整する方法

 

ザイリンクスVCU118評価ボード:

ザイリンクスVCU118評価ボード(Figure1)は、4レーンの3つのグループにまたがる12レーンの高速シリアル接続を提供します。 3つのグループのうち2つは、ボードの背面パネル端にあるQSFP28プラグ可能ソケットに接続します。残りの4レーンは、Samtec FireFly™4レーン光トランシーバーが挿入されているボード上のソケットを介してアクセスされます。

 

QSFP28 – MTP/MTO光トランシーバ:

Cisco MTP/MPOトランシーバ2つのQSFP28ソケットは、それぞれ最大4レーン(4送信および4受信)のシグナリングに接続でき、合計8レーンになります。 QSFP28プラガブル光トランシーバモジュールは、12ファイバー(4ファイバーポートは未使用)MTP / MTOソケットを介して4レーン(8ファイバー)を提供します。

QSFP28 – MTP/MTOトランシーバモジュールの一例は、Cisco QSFP-100G-SR4-Sです(Figure4)。

このモジュールのファイバーマッピングについては、Figure5を参照してください。

QSFP28の信号マッピング

Samtec FireFly™マイクロフライオーバーシステム:

Samtec FireFlyVCU118の回路基板には、4レーンのSamtec FireFly™光トランシーバを挿入するための単一のソケットがあります(REF-193848-01、Figure6)。 FireFly™光トランシーバモジュールは、ソケットに直接差し込み、12ファイバーMTフェルールにつながる8ファイバーの「テール」を提供します。 MTフェルールは、VCU118ボードのエンドプレートに取り付け可能なMTP/MTOアダプター(Figure7)に取り付けられます。 Fireflyの信号とMTP/MTOの割り当て(Figure5)は、QSFP28モジュールのマッピングと一致しています。

 

 

 

カッパーの代替:

MTP/MPOバルクヘッドアダプタSamtec FireFly™Micro Flyover System™とQSFP28には、光ケーブルの代わりに銅線が必要な場合の銅線ケーブルアセンブリオプション(ECUEシリーズ)も用意されていますが、このオプションはこのドキュメントには記載されていません。

 

Conduant製 Cobraボード 24ファイバーMTP/MTOコネクタ:

Conduant社 Cobraボードは、StreamStor®レコーダのデータフローと光接続を管理するハードウェアエンジンです。2つのフロントパネルMTP/MTOコネクタは、それぞれ1レーンあたり最大16.3Gb/sの速度でデータを移動できる12レーン(12送信および12受信ファイバー)を引き出します。したがって、一対のコネクタを使用して、StreamStor®レコーダに24レーンの光接続を提供できます。記録/再生の総帯域幅が5GB/s(40Gb/s)以下の場合、Cobraは2つの光コネクタで最大24レーンの接続を提供できます。これは、低速のデバイスを多数接続する必要があるアプリケーションに役立ちます。より高い帯域幅が必要な場合、単一の12レーンポートで最大20GB/s(160Gb/s)のレートが実現されます。残りの12レーンのポートは、追加のCobraボードに接続して帯域幅を拡張するためにCobraによって使用されます。Cobraの24ファイバーMTP/MTOコネクタの信号マップについては、Figure8を参照してください。

24ファイバMTP/MPO信号マッピング

WAVE2WAVE 3対1光アダプターケーブル:

ドキュメントのこの時点までに、VCU118のすべての4レーントランシーバーポートは12ファイバーMTP / MTOコネクタソケットに引き出されています。現在の目的は、3つの4レーンポートをCobraボード上の1つの12レーンポートに接続することです。これは、Wave2Waveファイバーパッチコードで実現されます。Wave2Waveファイバーパッチコード(Figure9)は、Cobraの12レーンポートとVCU118ボードの3つの4レーンポートの間に12レーン接続を確立します。このケーブルは、片側の4レーンの各グループを12レーンコネクタの4レーンの異なるグループに接続し、ボード間に12レーン接続を作成します。このケーブルのファイバマッピングもFigure9に示されています。

光ケーブル図

Wave2Wave信号マッピング

CobraボードとXilinxボードの接続図

Figure10は、ザイリンクスVCU118ボード上の4レーンの3つのグループとCobraボード上の12レーンのポートの完全な光相互接続を示しています。

このドキュメントでは示していませんが、複数のザイリンクス開発ボードを1つのStreamStor®レコーダに接続することもできます。たとえば、上記のパッチコードの3つの4レーンコネクタは、3つの異なるVCU118信号処理ボードのそれぞれの1つの4レーンポートに簡単に接続できます。12:1パッチケーブルは、12個のVCU118ボードのそれぞれからの単一レーンをCobraボード上の単一の12レーンMTP/MTOポートに接続できます。これはほんの例です。パッチケーブルは、特定のアプリケーションの必要に応じて、製造元がカスタマイズできます。

極端な構成では、総帯域幅が5GB(40Gb/s)以下の場合、最大24の信号処理ボード(各レーン1つ)を1つのCobraボード上の2つの12レーンMTP/MTOポートに接続できます。

高速データストリームに加えて、ザイリンクス開発ボードとStreamStor®の間で追加の信号を渡す必要がある場合があります。これらは、トリガーの通信や、記録内の位置のマーキングに使用できます。Conduant Cobraボードは、これらまたはその他の構成可能な目的で使用できる4つのMMCX同軸コネクタをフロントパネルに提供します。

 

まとめ:

Conduant社StreamStor®レコーダは、リアルタイムデータストリームを記録または再生するように設計されており、非常に高いデータレートを維持できます。多くの異なるザイリンクス評価ボードと簡単に光学的に接続でき、この機能が必要な場合に最適なコンパニオン製品です。

最新のStreamStor®はPXI Expressシャーシにパッケージ化されていますが、これは、異なるフォームファクタのデバイスに光学的に接続する機能を妨げるものではありません。異なるフォームファクタまたは環境条件が必要な場合は、特定の要件についてお問い合わせください。

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原文ドキュメント:Conduant社

conduant_xilinx_appnote.pdf

Adding a Conduant StreamStor® Recorder to a Xilinx Development Board

 

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Conduant Corporation社について

1996年にBoulder Instrumentsとして設立されたConduant社は、科学研究、軍事、および計装アプリケーションのための超高速、長時間デジタルレコーディングおよびプレイバックシステムのリーダーとして業界を牽引しています。StreamStor®アーキテクチャはエラーのない記録と再生に優れており、一般的な目的のデータストレージ製品とは異なる、信頼性と保証性能を提供します。Conduant社の詳細については、www.conduant.comをご確認ください。

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