瞄準IP融合市場 PowerQUICC II處理器解決相容和成本問題

本文作者:admin       點擊: 2006-08-14 00:00
前言:
通信行業正在迅速從電路交換網路遷移到基於網際網路協定(IP)的分組交換網路。IP融合實現了寬頻部署、“三網合一”(語音/視頻/資料)業務、3G無線和其他通信業務,它們正在為消費者、服務提供商和設備製造商創造令人激動的新機遇。

雖然IP是未來的大勢所趨,但在未來十年的融合過渡期中,傳統的電路交換網路基礎設施(基於分時多工(TDM)和非同步傳輸模式(ATM))仍將繼續運行。基於IP的網路必須與現有基礎設施無縫融合,因為它在網路接入方面仍然非常重要。因此,接入設備必須支援多種介面和協定,並提供它們之間的高性能互通。

系統和軟體相容是融合的另一個必不可少的方面。很少有OEM能夠支援開發全新“白板”系統,而不利用現有軟體和硬體設計的優勢和功能。也幾乎沒有營運商願意購買這種系統。

從消費者和營運商到開發商,所有人都要求以較低的成本,獲得更高的性能和更多的功能。接入網路的每位元成本(Cost per Bit)持續大幅降低,促進了寬頻和相關業務在全球的部署。這些成本壓力最終轉移到通信處理器以及網路接取設備中的其他半導體元件上。

為融合構建的通信引擎
飛思卡爾半導體提供高性能的PowerQUICC通信處理器,具有為IP融合應用最佳化的特性和功能,從而繼續推動向分組網路過渡過程中的發展和革新。業界領先的PowerQUICC架構目前已經問世10年。作為整合型通信處理器的頭號供應商,飛思卡爾已經為全球350多家客戶提供了超過1.85億顆通信處理器。

MPC8360E PowerQUICC II Pro系列是PowerQUICC產品線的最新成員,專門針對融合、相容和成本問題而設計。該系列基於e300 PowerPC SoC平臺,其成員包括MPC8360E和MPC8358E處理器,採用QUICC Engine技術和整合型安全引擎。 

QUICC Engine技術是通信處理器模組(CPM)演進過程中的一次革命性躍進,CPM功能模組是PowerQUICC架構的基礎。實質上,QUICC Engine技術是一個可編程系統單晶片(SoC)功能模組,可以加快通信協定的運行。它採用2個RISC引擎,而不是1個CPM引擎,提供達到以前4倍的吞吐量,在MPC8360E處理器中,它將運行速度提高到500 MHz,支援DDR記憶體和千兆乙太網。

前幾代CPM的優勢在於第2層應用,而QUICC Engine技術則增加了第3層和更高層的功能,以執行各種任務,如互通、轉發、交換和分析——這些特性對於融合尤為重要。它還提供整合型的多協議處理和互通功能,速度高達1.2千兆,通過降低輔助PowerPC處理器內核的工作負載來增強整個系統的性能。此外,QUICC Engine技術實現了與以前CPM的軟體相容和微代碼相容。憑藉這種向後相容性,設備製造商能夠充分利用他們的現有代碼庫,最大程度地降低開發成本,加快產品的上市速度。

MPC8360E系列的目標應用包括:IP DSLAM、IP語音(VoIP)系統、3G無線基礎設施、無源光網路(PON)設備、多業務訪問節點(MSAN)和中小型企業(SME)路由器。以下3個應用實例說明了MPC8360E PowerQUICC II Pro處理器系列如何解決特定設備設計中的融合、相容和成本問題。

數位用戶線路接入多工器
DSL論壇的研究表明,作為領先的DSL技術,不對稱DSL(ADSL)的全球用戶將在2010年將達到5億。DSL用戶的高增長有望推動數位用戶線路接入多工器(DSLAM)在網路中的部署。用戶流量由DSLAM線路卡控制,然後傳輸到ATM或乙太網上行鏈路卡。ATM或乙太網上行鏈路卡將流量聚合到更快的上行流中,然後傳輸到使用寬頻遠端接入伺服器的網際網路服務提供商或公司廣域網。

DSLAM市場正在向非集中式架構演進,這些架構要求距離用戶較近的DSLAM卡具備更高的處理能力。成功的設計應該提供高帶寬,每張卡上帶有更多埠,每個埠的成本較低。必須能夠配置ATM、PPP、乙太網和IP網路的帶寬。除了ATM和IP以外,還必須支援一系列協定。必須排列語音流量的優先順序,以達到服務質量(QoS)標準。

採用QUICC Engine技術的MPC8360E處理器可以簡化多個DSLAM應用的系統設計,包括IP-DSLAM、多租戶單元(MTU)“pizza box”DSLAM和DSLAM線路卡。由於它的高整合型度,MPC8360E可以減少元件數量、板卡功耗和占地面積,從而降低系統成本,提高埠密度。此外,多點傳送和廣播支持是實現三網合一業務的關鍵,特別是IP語音業務。在視頻遊戲、視頻點播和IPTV等應用中,這種性能是IP DSLAM的一個重要方面,而MPC8360處理器就支持這些特性。
 
圖:MPC8360E在DSLAM線卡及多租戶單元(MTU)上的應用示例

3G Node B網路介面卡
3G正在迅速成為下一代無線業務的全球標準。根據Gartner Dataquest的預測,3G無線基礎設施的半導體產品銷售量有望逐年增長——2005年為22.2%,2006年8.4%,2007年為17.7%,在2008年達到32.4%。

系統成本和處理能力是3G設備製造商考慮的關鍵因素,而靈活性和現場升級能力也是必不可少的。3G網路介面卡必須適應許多不同協定,從而支援ATM和IP的融合。它們必須能夠處理數量日益增加的網路介面和日益加快的速度,排列語音流量的優先順序,以維持可接受的QoS水平。

MPC8360E PowerQUICC II Pro提供了一個單晶片解決方案,具備3G基站網路介面卡需要的所有處理、協定和互通功能。這就使它成為一種經濟高效的替代產品,以取代高速專用積體電路(ASIC)或現場可編程閘陣列(FPGA),而它們都需要高成本的開發週期。

特別是,QUICC Engine採用ATM或IP技術,通過3G基站和節點控制器之間的8條與終接協議捆綁的T1 /E1 TDM鏈路,來傳輸語音、資料和視頻流量。QUICC Engine模組帶有8個統一通信控制器(UCC),每個控制器均可輕鬆編程,以處理特定的通信協議。例如,可以使用QUICC Engine的1個UCC,來支援千兆乙太網或連接到Node B卡中的底板的ATM介面。 

媒體閘道
媒體閘道證明了IP融合的複雜性和優勢。語音流量融合到資料網路上,讓營運商和企業受益匪淺,包括降低成本,簡化網路管理。媒體閘道和交換機可將VoIP與傳統電話網絡和ATM 網路相整合型,使這種融合成為可能。

媒體閘道通常使用各種適配協定,轉換TDM語音電路,壓縮到ATM網路上,或者使用IP、幀中繼或兩者的擴展,壓縮到基於分組的網路中。語音交換機可以利用ATM和IP網路中的協定之間的互通。媒體閘道設計必須能在每個插槽中容納大量的語音(或傳真和數據機)電路,支援各種網路介面和速度,並適應協定標準的演進和改進。成功的設計使用戶在現場通過軟體升級實現增加新特性和功能。

MPC8360E PowerQUICC II Pro處理器支援可編程協定終止、多種硬體介面和強大的互通功能,從而實現網路和服務的融合。它提供單個平臺架構,適用於IP分組網路和面向ATM的系統,並實現兩者之間的互通。對於ATM或IP資料包處理,它可以減少組件數量和降低功耗,從而實現經濟高效的單晶片解決方案。如需瞭解關於QUICC Engine技術、MPC8360E PowerQUICC II Pro系列和其他飛思卡爾通信處理器產品的更多資訊,請訪問:www.freescale.com/QUICCEngine。

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