高级交换互连(ASI)在高端电信设备开发中受到青睐

在背板总线互连应用中,以前制造商往往采用一些自主开发的专有协议。这些专有互连结构大多是专为通信应用而设计的协议,具有高级QoS和低延时等优势,带宽能达到数Gbps。然而,它们的缺点是没有统一标准,并受限于特定应用。

现在,除了一些高度定制的应用以外,OEM已经越来越多地转向标准背板互连,如高级交换互连(ASI)、InfiniBand和快速结构(Rapid Fabric)等。

ASI是对PCI Express的扩展。PCI Express是为PC领域设计的芯片互连技术,而对于通信应用,它存在许多局限性,例如不是点对点通信、没有多协议支持、不支持冗余路由和多点传送以及缺乏安全性等。ASI继承和增强了PCI Express的物理层和数据链路层,但完全改写了传输层以满足背板互连的要求。ASI基于分布式模型,支持多主机通信、多协议和多拓扑,具有QoS,是真正的点对点协议,并支持冗余互连。

图:ASI适合的应用范围。

自ASI特殊兴趣小组(ASI SIG)2004年成立以来,ASI标准取得了非常快速的发展。2005年StarGen、Xyratex和Kontron等公司纷纷推出了ASI交换芯片,并基于这些芯片开发了ASI交换卡参考设计和评估板。为了帮助OEM加速系统开发,英特尔与Radisys、Kontron和ADLink等公司合作发布了基于ATCA的ASI开发套件；而安捷伦公司推出了业界第一个支持ASI系统协议测试器的ATCA探针解决方案。

在中国,ASI的应用还有些超前。不过,“如果中国厂商要进入国际市场,与国际公司竞争,今天就必须去了解ASI。”StarGen公司的行销和业务拓展副总裁Wade Appelman表示。他透露,华为、中兴都对ASI表示出兴趣,并有可能在他们的高端服务器产品中转向ASI。

与InfiniBand相比,ASI的一个强大优势是基于已获得业界广泛采用的PCI Express标准,可以从现有的业界生态系统中受益。ASI-SIG已有60多家成员,其中系统厂商包括西门子、华为、诺基亚、思科、阿尔卡特、摩托罗拉等。

InfiniBand具有高级可用性和安全性以及共享I/O的特性,但缺点是供应商少,硬件复杂,而且得不到传统软件的支持。另外,两种高速互连的应用范围也有所不同(图1)。InfiniBand主要应用在高端的大型集群系统,而ASI可用于路由器、交换机等通信领域以及刀片计算、存储阵列和嵌入式应用中。

在ASI解决方案方面,StarGen宣称自己第一个推出完整的芯片架构、电路板和软件。它新推出的两条产品线包括Merlin和Kestrel。其中,Merlin是带有PCI Express桥的10端口ASI交换芯片,总吞吐量高达80Gbps,平均每端口为8Gbps。Kestrel是PCI Express到ASI桥器件,集成用于CPU卸载的DMA引擎,支持PI-8、SLS和SQ等多种协议。Kestrel采用台积电0.13微米工艺制造,将于2006年第二季度量产。Appelman透露,迄今为止StarGen已经赢得50个客户设计中标。

另外,Rapid IO的倡导厂商IDT公司也于2005年加入了ASI SIG,并发布了一种基于 FPGA 的原型技术,该技术将在 ASI 中演示通用交换接口 (CSIX) 数据通道协议的交互工作方式。该原型技术采用 ASI SIG指定的通用数据传输协议接口或 PI-2,将有助于客户基于 ASI 开发早期原型系统,并实现到生产平台的无缝移植。

ASI SIG 总裁Rajeev Kumar 表示:“随着众多领先公司发布了基于 ASI 技术的产品和架构,2005年已经成为一个重要的里程碑。2006年仍将是整个行业向模块化通信平台基础转型的重要转折点,我们期望看到 ASI 作为标准结构互连得到广泛应用。”

作者:颜健