從核心模組到週邊設備，網際網路正經歷一場巨大的變革。無線通訊市場與它數千萬「永遠保持上線」的連結裝置、下一代高速通訊的巨大傳輸負擔，以及各種為了提供使用現有有線通訊設施的消費者寬頻通訊的想法，都是促使網路擴展的關鍵因素。

結果就是，網路核心發展成100到400Gbps的資料管道 (Data Pipes)；網路中心區域也從10Gbps升級為100Gbps ，用以支援不斷擴展的各種存取網路存取標準、協定和介面。此外，為了支援越來越大的用戶流量需求並降低總體的傳輸延宕，存取網路也從之前的平行介面升級到現在的高速序列介面。

中階FPGA滿足需求

網路營運商們期待以低成本提升網路容量，並同時保持總體覆蓋率，但營運商們通常都無法更換所有目前已經配置好的硬體設施。產品上市時間、整體的升級費用和現有軟體支援上的投資，是幾個必須考慮的問題。當設備升級時，必須提供必要的「翻新」以延長使用期限，並同時加入符合預期網路需求的功能特性，許多NEP（網路設備供應商）發現，能滿足收發器功能的中階FPGA是一個十分有效的解決方案。

中階FPGA是相對較新的一類FPGA。這些經成本和功耗優化後的組件提供了傳統現場可程式設計閘陣列的所有特性，並結合了只有高檔組件才有的各種先進功能。例如，這些可程式設計組件提供了具有成本效率和最佳化功耗的序列介面（SERDES），彌補了現有和下一代通訊解決方案之間的差距。

中階FPGA的序列介面，無論是符合產業標準還是專用的，都可以被配置為可支援各種資料傳輸速率和介面標準的序列介面，。並且，由於同一種規格大小的組件無法符合所有的需求，這個系列組件的SERDES通道數量也會隨著不同型號而有所不同，讓設計師們能夠優化他們的可程式設計解決方案，滿足特定的成本和功耗要求。

中階FPGA序列介面的可配置功能十分關鍵，它賦予了這些組件獨特的競爭優勢。雖然過去很多網路設備供應商可能會考慮使用「自行研發」的介面標準，尤其是當整個機架的設備由同一製造商開發完成的情況下。然而，這樣的市場運作方式已經被打破，而且供應商設備之間的互通性已經成為必要的條件。

大型的系統供應商仍將繼續提供完整的解決方案，而其它製造商則在尋求能夠提供在產業標準規格主機殼內運行，且具有差異化特性的解決方案，或是「特別訂製」的解決方案。導入符合產業標準的序列介面不僅可以減少系統設計的時間、改善不同供應商之間的互通性、提高整個系統的可靠性，還可擴大供應商對設備的接受範圍。

小結

目前的存取網路由多樣化的介面和邏輯處理單元組成。下一代網路需要處理和傳輸的資料與今天營運商所看到的數字相比，將呈現巨大的成長。並且，當一個網路結構朝同質網路發展時，目前大多數已配置的設備根本就不能處理。因此，陳舊的設備與較慢的組件介面必須和未來的高速介面和功能銜接。同時，還必須為嚴格的功耗預算、降低成本以及縮短開發週期等目標把關。

圖一 : 中階FPGA固化的協定邏輯

中階FPGA固化的協定邏輯如圖所示，擁有可配置的收發器數量、固化的產業標準傳輸協定塊、一套豐富的可程式設計結構功能，以及圖形化使用者介面軟體設計環境的中階FPGA，可為工程師們提供開發下一代設備所需的功能，滿足了功耗和成本需求，並且延長了其原有設備的使用壽命。

（作者為Lattice產品策劃經理）

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