Un ponte tra Pci Express e RapidIO

EMBEDDED –

Il bridge realizzato da Idt facilita l’impiego dei potenti processori Intel i7 – dotati di interfaccia Pci Express – nelle mondo delle applicazioni embedded che usano l’interfaccia RapidIO. Consente inoltre di usare backplane RapidIO nelle applicazioni informatiche.

Il mercato delle applicazioni embedded più sofisticate chiede maggiore potenza di elaborazione, ma alcuni dei processori che meglio potrebbero soddisfare questa necessità - i potenti dispositivi Intel con architettura x86, come la famiglia i7 - sono tarati sulle necessità del mercato dell'informatica, capace di garantire volumi molto maggiori. Dal punto di vista dell'integrazione del processore nell'ambito della scheda, la differenza principale tra questi due mondi riguarda l'interfaccia dominante: molte delle applicazioni embedded più avanzate (ad esempio le stazioni base della telefonia cellulare) fanno ampio uso di RapidIO, mentre nel computing prevale Pci Express. Lo standard RapidIO, infatti, offre una serie di caratteristiche ottimali per le applicazioni embedded, spesso caratterizzate dalla necessità di far collaborare in modalità “peer to peer” (da pari a pari) dispositivi come Dsp, Fpga e microprocessori: in particolare i bassi tempi di latenza e la consegna garantita dei pacchetti di dati. Questo è il motivo per cui i processori tipicamente utilizzati nelle applicazioni embedded, come il PowerPC, nascono dotati di interfaccia RapidIO, mentre viceversa i processori i7 sono equipaggiati con l'interfaccia Pci Express. Appare improbabile che Intel decida di realizzare versioni del processore i7 con interfaccia Rapid IO, poiché il mercato embedded - benché grande - è una nicchia rispetto al mercato informatico in cui opera il colosso di Santa Clara. Il problema, quindi, rimane: per sfruttare nelle applicazioni embedded la potenza di elaborazione di i7 occorre un bridge, cioè un blocco funzionale che consenta a un'interfaccia Pci Express di dialogare con un'interfaccia RapidIO. Una delle possibilità consiste nel programmare opportunamente un grosso Fpga - soluzione non ideale per i costi, i consumi e gli ingombri delle grandi logiche programmabili. Oggi Integrated Device Technology offre un'alternativa: un circuito integrato appositamente progettato per svolgere la funzione di bridge tra Pci Express Gen2 e S-Rio Gen2, la versione seriale di RapidIO.

Il dispositivo Tsi721
Il bridge Tsi721 realizzato da Idt consiste sostanzialmente in un convertitore di protocollo bidirezionale realizzato in hardware, operante alla velocità di 16 gigabit per secondo, progettato per tradurre i dati forniti dall'interfaccia PCIe v2.1 nel formato proprio dell'interfaccia S-Rio v2.1 e viceversa. Tra le sue caratteristiche principali sono comprese una dotazione di otto Dma e quattro messaging engine. Come ha spiegato a Selezione di Elettronica Paul Devashish, senior product manager del settore RapidIO per Idt, nei sistemi multicore o multi-threaded ciò consente di assegnare diversi engine a un singolo core o a un singolo contesto, semplificando lo sviluppo del software a livello di sistema. Numerose, inoltre, sono le funzionalità che consentono di adattare il dispositivo a diverse situazioni applicative (numero di porte utilizzate, valori di velocità ecc.). Il bridge di Idt, che si caratterizza inoltre per un consumo di soli tre o quattro watt, impiega un contenitore Fcbga di 13 x 13 millimetri. Il supporto software comprende Linux e Windows; la configurazione avviene tramite RapidFet Jtag.

Le applicazioni
Come si è detto, il bridge di Idt consente di utilizzare i potenti processori i7 di Intel nelle applicazioni embedded. Un primo concreto esempio applicativo - fornito da Idt - riguarda una scheda Cpu per OpenVPX prodotta dalla società Curtiss-Wright Controls: la scheda comprende infatti due processori Intel Core i7-2715QE a quattro core, con il set di istruzioni Avx (Advanced Vector Extensions), che grazie al bridge di Idt possono interfacciarsi a un backplane basato su S-Rio. Analogamente, nelle stazioni base della telefonia cellulare (un settore applicativo prioritario per RapidIO), il bridge consente di far entrare un processore i7 nel cluster comprendente Dsp e Fpga. Il nuovo dispositivo di Idt può servire anche per interfacciare le schede basate su S-Rio con il mondo dei personal computer; questa possibilità può essere utilizzata ad esempio nelle applicazioni di elaborazione delle immagini, dove la rete dei Pc può servire per l'acquisizione dell'immagine grezza o per la visualizzazione su un display. Sebbene sia stato concepito principalmente per facilitare l'ingresso del processore i7 nel mondo embedded, il bridge di Idt può svolgere anche la funzione inversa, cioè può portare i vantaggi di RapidIO nel mondo dell'informatica. Nelle applicazioni che utilizzano regolarmente i processori x86, come il cloud computing e i server, il nuovo dispositivo facilita infatti l'impiego di backplane basati su RapidIO. Secondo Idt, lo standard S-Rio è superiore a Ethernet e a Infiniband in termini di prestazioni, consumi e ingombri.

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