經(jīng)過硅驗(yàn)證的224G以太網(wǎng)PHY IP有望繼續(xù)有助于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈磥?/h1>
12-13
隨著數(shù)字需求的不斷加速，向 224GEthernet 的過渡變得至關(guān)重要。本文探討了經(jīng)過硅驗(yàn)證的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 如何有助于高性能計(jì)算的未來。224G 以太網(wǎng) PHY IP 可能是迄今為止最復(fù)雜的混合信號(hào) IP，為處理不斷增加的帶寬、更低的延遲、更高的密度和更低的功耗給予了平衡的解決方案。本文深入探討了精細(xì)化的設(shè)計(jì)技術(shù)、創(chuàng)新的架構(gòu)和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理，及其是如何給予實(shí)現(xiàn) 224G SerDes 所需的高性能、高效能和向后兼容性。
高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笳陲j升，對(duì)太比特以太網(wǎng)的需求是真實(shí)存在的?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 (IDC)預(yù)測(cè)，到 2025 年，全球數(shù)據(jù)的總和將達(dá)到 175 ZB。這相當(dāng)于175萬億GB！這種新興需求可歸因于對(duì)更高帶寬、更低延遲、更高密度和更低功率日益增長的需求，所有這些都是當(dāng)今復(fù)雜科技基建的關(guān)鍵屬性。這種對(duì)卓越帶寬和性能的不懈追求有助于了對(duì) 224G 的需求。
“如果要將 175ZB 存儲(chǔ)到藍(lán)光光盤上，疊起來的光盤數(shù)足以讓你往返月球23次?！?- IDC 高級(jí)副總裁 David Reinsel
224GbE 的必要性
SerDes 技術(shù)的核心在于其能夠順利獲得串行鏈路發(fā)送和接收數(shù)據(jù) - 隨著帶寬需求的增加，這項(xiàng)任務(wù)變得越來越具有挑戰(zhàn)性。這是日益復(fù)雜的系統(tǒng)與有限功率&面積之間的一場(chǎng)持久戰(zhàn)。在這場(chǎng)持久戰(zhàn)中，224G 以太網(wǎng)成了市場(chǎng)答案，憑借最快的速度滿足了市場(chǎng)對(duì)帶寬的渴求。
盡管面臨多種挑戰(zhàn)，例如日益增加的設(shè)計(jì)復(fù)雜性、功耗約束以及對(duì)復(fù)雜調(diào)制方案的需求，但224G 解決方案的重要性依然不容忽視。圖 1 顯示了 IP Nest 預(yù)計(jì) 2023 年將有三到五款 224G 設(shè)計(jì)開始啟動(dòng)，首批部署預(yù)計(jì)將在 2026 年左右出現(xiàn)。當(dāng) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 談到對(duì) 224G 以太網(wǎng)的需求時(shí)，確定其早期落地場(chǎng)景同樣重要。224G 的早期落地場(chǎng)景和應(yīng)用將放在重定時(shí)器和變速器、交換機(jī)、AI 擴(kuò)展、光學(xué)模塊、IO 三叉和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)上。
圖 1：IP Nest 對(duì) 2020 年至 2026 年 SerDes IP 許可證的預(yù)測(cè)表明 224G 以太網(wǎng) PHY IP 的趨勢(shì)不斷增強(qiáng)
224GbE 需要更高的性能和更低的每比特功率
實(shí)現(xiàn)224G的過程充滿了一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)和要求，更何況這一新標(biāo)準(zhǔn)追求更卓越的性能和更低的每比特功率。這是因?yàn)閺?112G 過渡到 224G 后，奈奎斯特頻率翻倍至 56 千兆赫茲。
圖 2：功率與性能權(quán)衡的分散市場(chǎng)
如圖 2 所示，該領(lǐng)域的功耗和性能之間的權(quán)衡呈現(xiàn)出分散的市場(chǎng)格局。112G 以太網(wǎng)建立了多個(gè)信道和距離類型， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將延續(xù)至 224G 領(lǐng)域。現(xiàn)在，224G 開發(fā)重點(diǎn)主要針對(duì)附件單元接口 (AUI) 和芯片到模塊通道。112G 和 224G SerDes 之間的信號(hào)損耗對(duì)比揭示了有趣的見解。隨著奈奎斯特頻率翻倍，224G 面臨著為給定信道或距離類型給予更高性能的挑戰(zhàn)。224G 的引入不僅意味著數(shù)據(jù)傳輸速率的飛躍，而且還需要在克服信號(hào)丟失和降低功耗方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
速度翻倍伴隨著復(fù)雜性的對(duì)數(shù)增長
圖 3：從 NRZ 到 PAM-4 的過渡
隨著 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從 112G 過渡到 224G，對(duì)奈奎斯特速度翻倍的追求帶來了復(fù)雜性的對(duì)數(shù)增長。當(dāng) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 回看以太網(wǎng)的開展時(shí)，這一趨勢(shì)變得更加明顯。例如，對(duì)于不歸零 (NRZ) 模擬型 SerDes，為以太網(wǎng)建立的最大速度約為 28G 或 14G 奈奎斯特。即使 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從 NRZ 過渡到具有 56 個(gè) PHY 的 4 級(jí)脈沖幅度調(diào)制 (PAM4)，這種現(xiàn)狀仍然存在。然而，隨著之后向 112G 和如今的 224G 轉(zhuǎn)變，奈奎斯特的速度翻了兩番，達(dá)到了 56 千兆赫茲。
半導(dǎo)體物理學(xué)無法跟上不斷增大的串行鏈路吞吐量需求
如此高的速度帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在 3nm 和 5nm 制造技術(shù)的進(jìn)步與不斷增長的帶寬要求之間，存在明顯的失衡。封裝連接器和通道技術(shù)也沒有取得太大進(jìn)展。隨著奈奎斯特頻率的增加，鏈路損耗攀升，并且與面板可插拔件的物理距離沒有減小，反射與光標(biāo)之間的距離則翻倍。隔離技術(shù)的進(jìn)步不足也導(dǎo)致了串?dāng)_的加劇。因此，從 112G 到 224G SerDes 的飛躍使得復(fù)雜性激增，在 224G 下達(dá)到類似的性能水平設(shè)計(jì)復(fù)雜程度約為上一代的五倍。
現(xiàn)實(shí)：探索 新思科技 224G 以太網(wǎng) PHY IP
圖 4：224G SerDes 架構(gòu)的高層次原理圖展示了減少寄生參數(shù)和實(shí)現(xiàn)帶寬最大化所需的最小 AFE 電路
需要使用精細(xì)調(diào)整的架構(gòu)，才能充分發(fā)揮224G的高速優(yōu)勢(shì)。該架構(gòu)依賴于三個(gè)關(guān)鍵組件，同時(shí)在性能、能效和面積優(yōu)化之間取得平衡。
最小化模擬前端：第一個(gè)組件圍繞著最小化模擬前端，以減輕寄生參數(shù)并實(shí)現(xiàn)高帶寬前端。順利獲得采用更少、更高效的晶體管， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 專注于以最少的組件提取最大功能。
大規(guī)模并行性：其次是在整個(gè)系統(tǒng)中引入大規(guī)模并行性，這對(duì)于高效處理高速數(shù)據(jù)而言是必要屬性。這種并行性擴(kuò)展到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的 rank 和 bank，并滲透到以較低速度運(yùn)行但具有多個(gè)相位的整個(gè)時(shí)鐘結(jié)構(gòu)。
數(shù)字域并行性：最后，這種方法也被復(fù)制到數(shù)字域。并行性集成到最大似然序列檢測(cè) (MLSD)、前饋均衡 (FFE) 和決策反饋均衡 (DFE) 系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)也以更低的速度運(yùn)行。
嚴(yán)格的設(shè)計(jì)靈敏度分析
要想高效設(shè)計(jì) 224G PHY，就需要對(duì)每個(gè)電路損傷進(jìn)行嚴(yán)格的靈敏度分析。這是一種微妙的平衡：既要確保每個(gè)電路損傷都符合性能指標(biāo)，又不會(huì)導(dǎo)致過度設(shè)計(jì)，給功率、面積、延遲和成本帶來負(fù)擔(dān)。這種方法涉及設(shè)定限值，以確保在不過度設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)最大值。例如，如果 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以順利獲得 7 位 ADC 實(shí)現(xiàn)必要的性能，則無需以犧牲功率和面積為代價(jià)來使用 8 位或 9 位 ADC 進(jìn)行過度設(shè)計(jì)。這一精細(xì)化的過程包含 50 多個(gè)損傷的廣泛列表，主要目標(biāo)不僅要實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)，還要優(yōu)化功耗、面積和延遲。
針對(duì)大規(guī)模信道庫的驗(yàn)證
圖 5：信道幅值響應(yīng)與頻率
面對(duì)50多個(gè)信道的信道庫，新思科技的224G以太網(wǎng) PHY IP 的設(shè)計(jì)經(jīng)過了嚴(yán)格的驗(yàn)證新思科技，這些信道來自不同的客戶和生態(tài)合作伙伴。這些信道范圍廣泛，損耗介于 8dB 至 45dB 之間。順利獲得重疊這些信道的幅值響應(yīng)， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以有效地優(yōu)化設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)的模擬和數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 之間實(shí)現(xiàn)完美的平衡。此方法允許模擬組件負(fù)責(zé)主要工作，然后利用數(shù)字輔助技術(shù)完成進(jìn)一步改善的工作。集成了額外的前向糾錯(cuò) (FEC) 層，以確保誤碼率 (BER) 接近零。這個(gè)穩(wěn)健的流程，加上對(duì)錯(cuò)誤性質(zhì)的理解（無論是確定性的、隨機(jī)的還是突發(fā)的），使得部署能夠有效糾正這些錯(cuò)誤的 FEC 技術(shù)成為可能。
利用高級(jí) DSP 實(shí)現(xiàn)
圖 6：高級(jí) DSP 實(shí)現(xiàn)
新思科技 的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 采用了多種數(shù)字輔助技術(shù)，其中最突出的是最大似然序列檢測(cè) (MLSD)，它可以帶來卓越的抗擾性。MLSD 利用所接收數(shù)據(jù)流中的固有相關(guān)性，采用序列檢測(cè)來增強(qiáng)抗擾性。這種相關(guān)性可能源于發(fā)射器和接收器中的編碼和解碼過程，也可能來自信道帶寬。相關(guān)性本質(zhì)上的作用是在輸出中產(chǎn)生 MLSD 響應(yīng)水平的排列。如果序列中存在錯(cuò)誤，MLSD 會(huì)從 MLSD 數(shù)據(jù)保留創(chuàng)建的所有有效排列中搜索可能性最大的接收序列，從而識(shí)別概率最大的傳輸序列。
經(jīng)過硅驗(yàn)證，具有廣泛的生態(tài)系統(tǒng)互操作性
圖 7：新思科技 224G 以太網(wǎng) PHY IP，以 224Gbps 顯示 TX PAM-4 眼圖
新思科技 在 2022 年 9 月取得了突破性的飛躍，成為首家在瑞士巴塞爾舉行的 ECOC 2022 大會(huì)上與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴一起展示 224G SerDes 演示的公司。這標(biāo)志著真正有形的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 的起源。自從這個(gè)具有里程碑意義的演示以來，新思科技已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，在最近在圣地亞哥舉行的 DesignCon 和光纖通信會(huì)議(OFC) 等知名平臺(tái)上展示了一系列額外的演示，突出了整個(gè)回環(huán)的發(fā)射和接收性能，包括 OIF 互操作性和在圣克拉拉舉行的 TSMC 研討會(huì)上的演示。
使用經(jīng)過硅驗(yàn)證的新思科技224G以太網(wǎng)PHY IP達(dá)到 1.6T
毫無疑問，224G 是難啃的硬骨頭。設(shè)計(jì)余量非常緊張，使得單個(gè)模擬模塊的優(yōu)化變得至關(guān)重要，同時(shí)還要敏銳關(guān)注減少損傷。該任務(wù)需要在設(shè)計(jì)滿足性能的同時(shí)控制延遲、功耗和面積，所以過度設(shè)計(jì)不會(huì)納入考量。新穎而簡(jiǎn)單的模擬架構(gòu)對(duì)于最大程度提升帶寬和減少寄生參數(shù)必不可少。這意味著采用更少的晶體管來高效且有效地完成實(shí)際工作，其中包括 AFE、PLL、ESD、T-Coils、PMIX 和 ADC/DAC 等元素。在設(shè)計(jì)中落實(shí)高度并行性是必須的，但所有內(nèi)容都需要準(zhǔn)確地重新校準(zhǔn)和重新對(duì)齊。這一要求意味著在架構(gòu)、電路和布局等各個(gè)層面上，細(xì)致的設(shè)計(jì)關(guān)注都至關(guān)重要。
隨著這個(gè)令人興奮的新數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)代拉開帷幕，很明顯，224G 已不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的愿景，而是觸手可及的現(xiàn)實(shí)?？邢逻@塊硬骨頭需要精心的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的架構(gòu)和戰(zhàn)略優(yōu)化共同發(fā)揮作用。新思科技 經(jīng)過硅驗(yàn)證的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 有望繼續(xù)有助于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈磥?，并不斷突破可能性的界限。
隨著數(shù)字需求的不斷加速，向 224GEthernet 的過渡變得至關(guān)重要。本文探討了經(jīng)過硅驗(yàn)證的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 如何有助于高性能計(jì)算的未來。224G 以太網(wǎng) PHY IP 可能是迄今為止最復(fù)雜的混合信號(hào) IP，為處理不斷增加的帶寬、更低的延遲、更高的密度和更低的功耗給予了平衡的解決方案。本文深入探討了精細(xì)化的設(shè)計(jì)技術(shù)、創(chuàng)新的架構(gòu)和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理，及其是如何給予實(shí)現(xiàn) 224G SerDes 所需的高性能、高效能和向后兼容性。
高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笳陲j升，對(duì)太比特以太網(wǎng)的需求是真實(shí)存在的?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心 (IDC)預(yù)測(cè)，到 2025 年，全球數(shù)據(jù)的總和將達(dá)到 175 ZB。這相當(dāng)于175萬億GB！這種新興需求可歸因于對(duì)更高帶寬、更低延遲、更高密度和更低功率日益增長的需求，所有這些都是當(dāng)今復(fù)雜科技基建的關(guān)鍵屬性。這種對(duì)卓越帶寬和性能的不懈追求有助于了對(duì) 224G 的需求。
“如果要將 175ZB 存儲(chǔ)到藍(lán)光光盤上，疊起來的光盤數(shù)足以讓你往返月球23次?！?- IDC 高級(jí)副總裁 David Reinsel
224GbE 的必要性
SerDes 技術(shù)的核心在于其能夠順利獲得串行鏈路發(fā)送和接收數(shù)據(jù) - 隨著帶寬需求的增加，這項(xiàng)任務(wù)變得越來越具有挑戰(zhàn)性。這是日益復(fù)雜的系統(tǒng)與有限功率&面積之間的一場(chǎng)持久戰(zhàn)。在這場(chǎng)持久戰(zhàn)中，224G 以太網(wǎng)成了市場(chǎng)答案，憑借最快的速度滿足了市場(chǎng)對(duì)帶寬的渴求。
盡管面臨多種挑戰(zhàn)，例如日益增加的設(shè)計(jì)復(fù)雜性、功耗約束以及對(duì)復(fù)雜調(diào)制方案的需求，但224G 解決方案的重要性依然不容忽視。圖 1 顯示了 IP Nest 預(yù)計(jì) 2023 年將有三到五款 224G 設(shè)計(jì)開始啟動(dòng)，首批部署預(yù)計(jì)將在 2026 年左右出現(xiàn)。當(dāng) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 談到對(duì) 224G 以太網(wǎng)的需求時(shí)，確定其早期落地場(chǎng)景同樣重要。224G 的早期落地場(chǎng)景和應(yīng)用將放在重定時(shí)器和變速器、交換機(jī)、AI 擴(kuò)展、光學(xué)模塊、IO 三叉和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)上。
圖 1：IP Nest 對(duì) 2020 年至 2026 年 SerDes IP 許可證的預(yù)測(cè)表明 224G 以太網(wǎng) PHY IP 的趨勢(shì)不斷增強(qiáng)
224GbE 需要更高的性能和更低的每比特功率
實(shí)現(xiàn)224G的過程充滿了一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)和要求，更何況這一新標(biāo)準(zhǔn)追求更卓越的性能和更低的每比特功率。這是因?yàn)閺?112G 過渡到 224G 后，奈奎斯特頻率翻倍至 56 千兆赫茲。
圖 2：功率與性能權(quán)衡的分散市場(chǎng)
如圖 2 所示，該領(lǐng)域的功耗和性能之間的權(quán)衡呈現(xiàn)出分散的市場(chǎng)格局。112G 以太網(wǎng)建立了多個(gè)信道和距離類型， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)將延續(xù)至 224G 領(lǐng)域。現(xiàn)在，224G 開發(fā)重點(diǎn)主要針對(duì)附件單元接口 (AUI) 和芯片到模塊通道。112G 和 224G SerDes 之間的信號(hào)損耗對(duì)比揭示了有趣的見解。隨著奈奎斯特頻率翻倍，224G 面臨著為給定信道或距離類型給予更高性能的挑戰(zhàn)。224G 的引入不僅意味著數(shù)據(jù)傳輸速率的飛躍，而且還需要在克服信號(hào)丟失和降低功耗方面取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
速度翻倍伴隨著復(fù)雜性的對(duì)數(shù)增長
圖 3：從 NRZ 到 PAM-4 的過渡
隨著 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從 112G 過渡到 224G，對(duì)奈奎斯特速度翻倍的追求帶來了復(fù)雜性的對(duì)數(shù)增長。當(dāng) ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 回看以太網(wǎng)的開展時(shí)，這一趨勢(shì)變得更加明顯。例如，對(duì)于不歸零 (NRZ) 模擬型 SerDes，為以太網(wǎng)建立的最大速度約為 28G 或 14G 奈奎斯特。即使 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從 NRZ 過渡到具有 56 個(gè) PHY 的 4 級(jí)脈沖幅度調(diào)制 (PAM4)，這種現(xiàn)狀仍然存在。然而，隨著之后向 112G 和如今的 224G 轉(zhuǎn)變，奈奎斯特的速度翻了兩番，達(dá)到了 56 千兆赫茲。
半導(dǎo)體物理學(xué)無法跟上不斷增大的串行鏈路吞吐量需求
如此高的速度帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在 3nm 和 5nm 制造技術(shù)的進(jìn)步與不斷增長的帶寬要求之間，存在明顯的失衡。封裝連接器和通道技術(shù)也沒有取得太大進(jìn)展。隨著奈奎斯特頻率的增加，鏈路損耗攀升，并且與面板可插拔件的物理距離沒有減小，反射與光標(biāo)之間的距離則翻倍。隔離技術(shù)的進(jìn)步不足也導(dǎo)致了串?dāng)_的加劇。因此，從 112G 到 224G SerDes 的飛躍使得復(fù)雜性激增，在 224G 下達(dá)到類似的性能水平設(shè)計(jì)復(fù)雜程度約為上一代的五倍。
現(xiàn)實(shí)：探索 新思科技 224G 以太網(wǎng) PHY IP
圖 4：224G SerDes 架構(gòu)的高層次原理圖展示了減少寄生參數(shù)和實(shí)現(xiàn)帶寬最大化所需的最小 AFE 電路
需要使用精細(xì)調(diào)整的架構(gòu)，才能充分發(fā)揮224G的高速優(yōu)勢(shì)。該架構(gòu)依賴于三個(gè)關(guān)鍵組件，同時(shí)在性能、能效和面積優(yōu)化之間取得平衡。
最小化模擬前端：第一個(gè)組件圍繞著最小化模擬前端，以減輕寄生參數(shù)并實(shí)現(xiàn)高帶寬前端。順利獲得采用更少、更高效的晶體管， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 專注于以最少的組件提取最大功能。
大規(guī)模并行性：其次是在整個(gè)系統(tǒng)中引入大規(guī)模并行性，這對(duì)于高效處理高速數(shù)據(jù)而言是必要屬性。這種并行性擴(kuò)展到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的 rank 和 bank，并滲透到以較低速度運(yùn)行但具有多個(gè)相位的整個(gè)時(shí)鐘結(jié)構(gòu)。
數(shù)字域并行性：最后，這種方法也被復(fù)制到數(shù)字域。并行性集成到最大似然序列檢測(cè) (MLSD)、前饋均衡 (FFE) 和決策反饋均衡 (DFE) 系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)也以更低的速度運(yùn)行。
嚴(yán)格的設(shè)計(jì)靈敏度分析
要想高效設(shè)計(jì) 224G PHY，就需要對(duì)每個(gè)電路損傷進(jìn)行嚴(yán)格的靈敏度分析。這是一種微妙的平衡：既要確保每個(gè)電路損傷都符合性能指標(biāo)，又不會(huì)導(dǎo)致過度設(shè)計(jì)，給功率、面積、延遲和成本帶來負(fù)擔(dān)。這種方法涉及設(shè)定限值，以確保在不過度設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)最大值。例如，如果 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以順利獲得 7 位 ADC 實(shí)現(xiàn)必要的性能，則無需以犧牲功率和面積為代價(jià)來使用 8 位或 9 位 ADC 進(jìn)行過度設(shè)計(jì)。這一精細(xì)化的過程包含 50 多個(gè)損傷的廣泛列表，主要目標(biāo)不僅要實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)，還要優(yōu)化功耗、面積和延遲。
針對(duì)大規(guī)模信道庫的驗(yàn)證
圖 5：信道幅值響應(yīng)與頻率
面對(duì)50多個(gè)信道的信道庫，新思科技的224G以太網(wǎng) PHY IP 的設(shè)計(jì)經(jīng)過了嚴(yán)格的驗(yàn)證新思科技，這些信道來自不同的客戶和生態(tài)合作伙伴。這些信道范圍廣泛，損耗介于 8dB 至 45dB 之間。順利獲得重疊這些信道的幅值響應(yīng)， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 可以有效地優(yōu)化設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)的模擬和數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 之間實(shí)現(xiàn)完美的平衡。此方法允許模擬組件負(fù)責(zé)主要工作，然后利用數(shù)字輔助技術(shù)完成進(jìn)一步改善的工作。集成了額外的前向糾錯(cuò) (FEC) 層，以確保誤碼率 (BER) 接近零。這個(gè)穩(wěn)健的流程，加上對(duì)錯(cuò)誤性質(zhì)的理解（無論是確定性的、隨機(jī)的還是突發(fā)的），使得部署能夠有效糾正這些錯(cuò)誤的 FEC 技術(shù)成為可能。
利用高級(jí) DSP 實(shí)現(xiàn)
圖 6：高級(jí) DSP 實(shí)現(xiàn)
新思科技 的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 采用了多種數(shù)字輔助技術(shù)，其中最突出的是最大似然序列檢測(cè) (MLSD)，它可以帶來卓越的抗擾性。MLSD 利用所接收數(shù)據(jù)流中的固有相關(guān)性，采用序列檢測(cè)來增強(qiáng)抗擾性。這種相關(guān)性可能源于發(fā)射器和接收器中的編碼和解碼過程，也可能來自信道帶寬。相關(guān)性本質(zhì)上的作用是在輸出中產(chǎn)生 MLSD 響應(yīng)水平的排列。如果序列中存在錯(cuò)誤，MLSD 會(huì)從 MLSD 數(shù)據(jù)保留創(chuàng)建的所有有效排列中搜索可能性最大的接收序列，從而識(shí)別概率最大的傳輸序列。
經(jīng)過硅驗(yàn)證，具有廣泛的生態(tài)系統(tǒng)互操作性
圖 7：新思科技 224G 以太網(wǎng) PHY IP，以 224Gbps 顯示 TX PAM-4 眼圖
新思科技 在 2022 年 9 月取得了突破性的飛躍，成為首家在瑞士巴塞爾舉行的 ECOC 2022 大會(huì)上與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴一起展示 224G SerDes 演示的公司。這標(biāo)志著真正有形的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 的起源。自從這個(gè)具有里程碑意義的演示以來，新思科技已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，在最近在圣地亞哥舉行的 DesignCon 和光纖通信會(huì)議(OFC) 等知名平臺(tái)上展示了一系列額外的演示，突出了整個(gè)回環(huán)的發(fā)射和接收性能，包括 OIF 互操作性和在圣克拉拉舉行的 TSMC 研討會(huì)上的演示。
使用經(jīng)過硅驗(yàn)證的新思科技224G以太網(wǎng)PHY IP達(dá)到 1.6T
毫無疑問，224G 是難啃的硬骨頭。設(shè)計(jì)余量非常緊張，使得單個(gè)模擬模塊的優(yōu)化變得至關(guān)重要，同時(shí)還要敏銳關(guān)注減少損傷。該任務(wù)需要在設(shè)計(jì)滿足性能的同時(shí)控制延遲、功耗和面積，所以過度設(shè)計(jì)不會(huì)納入考量。新穎而簡(jiǎn)單的模擬架構(gòu)對(duì)于最大程度提升帶寬和減少寄生參數(shù)必不可少。這意味著采用更少的晶體管來高效且有效地完成實(shí)際工作，其中包括 AFE、PLL、ESD、T-Coils、PMIX 和 ADC/DAC 等元素。在設(shè)計(jì)中落實(shí)高度并行性是必須的，但所有內(nèi)容都需要準(zhǔn)確地重新校準(zhǔn)和重新對(duì)齊。這一要求意味著在架構(gòu)、電路和布局等各個(gè)層面上，細(xì)致的設(shè)計(jì)關(guān)注都至關(guān)重要。
隨著這個(gè)令人興奮的新數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)代拉開帷幕，很明顯，224G 已不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的愿景，而是觸手可及的現(xiàn)實(shí)?？邢逻@塊硬骨頭需要精心的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新的架構(gòu)和戰(zhàn)略優(yōu)化共同發(fā)揮作用。新思科技 經(jīng)過硅驗(yàn)證的 224G 以太網(wǎng) PHY IP 有望繼續(xù)有助于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈磥?，并不斷突破可能性的界限。
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