50Gbps以太网的双模纠错代码解决方案

据《IEEE 802.3以太网带宽评估报告》预测,到2020年,对以太网端口速度的容量需求将达到10Tbps(每秒兆兆字节),从早期的1Mbps(每秒兆字节)跃升到10Gbps(每秒千兆字节),如今达到400Gbps。详见图1所示。按照这样高的速度,以太网物理层执行的时钟数据恢复电路至关重要。为了实现最高效的以太网组网,设计人员必须选择最优的以太网PCS配置,使其SoC能够满足高性能数据中心应用的要求。例如,100Gbps以太网配置可提供10个通路,达到10Gbps的数据速率,而这没有速率为25Gbps的4通路或50Gbps的2通路效率高。

带宽的提高推动着以太网物理层技术的更多创新,以应对多方面的挑战,例如信道损耗、信号间干扰,更重要的是错误检测和纠错。在传送和接收数据时,检测和纠正错误的同时保持较小硅片面积和较低功耗都很关键。前向纠错 (FEC) 就是这样一种技术,可以检测接收器中的突发错误并进行纠错,而不需要重传数据,因为数据的重传成本很高,而且导致效率低下和延迟。FEC基于Reed-Solomon编写的纠错代码,目前称为Reed-Solomon 前向纠错 (RS-FEC)。此后,IEEE 802.3标准定义了不同的RS-FEC模式,以支持当前的25Gbps以太网和不断演变的50Gbps以太网速度。本文探讨了以太网物理层实施的常见的Reed-Solomon前向纠错方法如何帮助SoC 设计人员保证较小的硅片面积和较低的功耗,甚至是在超出10Gbps的高速运行情况下。

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