一種可編程ExpressCard解決方案

ExpressCard模塊是由PCMCIA推出的一種更薄、更快、更輕的抽屜式插卡，用以取代現(xiàn)有的PC卡和CardBus模塊，主要用于筆記本計(jì)算機(jī)后繼市場(chǎng)中的功能性升級(jí)和擴(kuò)展。同樣，ExpressCard模塊最初旨在服務(wù)于筆記本計(jì)算機(jī)后繼市場(chǎng)(圖1a)。

在桌面計(jì)算機(jī)市場(chǎng)(圖1b)，無(wú)論P(yáng)C制造商還是最終用戶，都強(qiáng)烈希望向密封盒模型遷移，擁抱通過(guò)抽屜式擴(kuò)展卡這種已在筆記本計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用達(dá)十年之久的輕松的傻瓜式升級(jí)方式。桌面計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的這一趨勢(shì)為最終用戶帶來(lái)易用性，使PC制造商實(shí)現(xiàn)更少維修成本，因?yàn)樽罱K用戶將無(wú)需因打開(kāi)其桌面計(jì)算機(jī)而有機(jī)會(huì)損壞機(jī)器。ExpressCard技術(shù)可能會(huì)擴(kuò)展到基于PC的電器中，如多媒體盒和IP機(jī)頂盒等。

圖1  (a) 筆記本計(jì)算機(jī)和 (b) 桌面計(jì)算機(jī)中的ExpressCard模塊

ExpressCard技術(shù)

ExpressCard標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有ExpressCard模塊可以支持USB2.0或PCI Express(或同時(shí)支持兩者)，并且所有ExpressCard插槽必須接受為使用480Mbps USB2.0接口或單通道2.5Gbps PCI Express接口而設(shè)計(jì)的模塊。ExpressCard標(biāo)準(zhǔn)還支持熱拔插功能，具有嚴(yán)格的外形規(guī)格、電源管理模式和發(fā)熱極限要求。

ExpressCard 模塊有兩種尺寸：

ExpressCard/34：
34 mm (W) x 75 mm (L) x 5 mm (H)

ExpressCard/54：

54 mm (W) x 75 mm (L) x 5 mm (H)

主機(jī)系統(tǒng)可以提供34mm或54mm模塊寬度的任意插槽組合。34mm模塊可以工作在針對(duì)54mm寬度模塊設(shè)計(jì)的插槽中，但反之不可。

熱拔插功能是CardBus和USB規(guī)范的一部分，PCI Express規(guī)范同樣提供了支持。ExpressCard模塊用戶可以隨時(shí)安裝和拆下模塊，無(wú)需關(guān)閉主機(jī)。此外，PCI Express和USB2.0的自動(dòng)檢測(cè)與配置功能允許主機(jī)系統(tǒng)無(wú)需使用外部插槽控制器即可支持ExpressCard技術(shù)。需要使用一個(gè)ExpressCard電源開(kāi)關(guān)來(lái)控制到插槽的電源。

Windows XP和2000未對(duì)PCI和PCI Express設(shè)備提供內(nèi)在發(fā)現(xiàn)支持。但從Windows Longhorn開(kāi)始，PCI Express設(shè)備的移除和發(fā)現(xiàn)將像今天的USB設(shè)備那樣優(yōu)雅無(wú)縫。

PX1011A PCI Express PHY和 Spartan-3E FPGA

飛利浦半導(dǎo)體公司和賽靈思公司共同為新興的ExpressCard市場(chǎng)提供一種低成本可編程PCI Express解決方案。我們的解決方案通過(guò)飛利浦PX1011A PCI Express PHY、賽靈思Spartan-3E FPGA和賽靈思LogiCORE PCI Express IP核，提供完全符合規(guī)范的x1 PCI Express端點(diǎn)。該解決方案憑借較低的功耗、先進(jìn)的封裝、信號(hào)完整性和對(duì) PCI Express 規(guī)范的完全符合，滿足了ExpressCard規(guī)范的要求。此外，該解決方案的可編程、可重配置結(jié)構(gòu)，還使您能夠構(gòu)建具有創(chuàng)新性的ExpressCard應(yīng)用，如多功能卡或智能外設(shè)，并降低與元件庫(kù)存和合格鑒定有關(guān)的成本，許多新興ExpressCard應(yīng)用由于封裝、功耗、信號(hào)完整性或其他技術(shù)要求而無(wú)法使用現(xiàn)有半導(dǎo)體器件。與其等待制造出符合要求的芯片，不如使用我們的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的二片式可編程解決方案，它提供了一種低風(fēng)險(xiǎn)的、成本有效的替代選擇，具有較短的上市時(shí)間和較長(zhǎng)的在市時(shí)間。最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測(cè)試和發(fā)運(yùn)可在幾周之內(nèi)完成--而且一旦出現(xiàn)未預(yù)見(jiàn)到的問(wèn)題，可以隨時(shí)升級(jí)或修復(fù)硬件。 

飛利浦PX1011A

飛利浦PX1011A是一款為與低成本FPGA一起使用而優(yōu)化的x1 2.5Gbps PCI Express PHY器件。它具有很小的封裝，可提供卓越的發(fā)射和接收性能，符合PCI Express規(guī)范v1.0a和v1.1。PX1011A 可同時(shí)服務(wù)于ExpressCard/34和ExpressCard/54應(yīng)用。

賽靈思 Spartan-3E FPGA和PCI Express IP 核

賽靈思 PCI Express IP 核是為 Spartan-3E FPGA 設(shè)計(jì)的，并具有較小的資源使用量。它實(shí)現(xiàn)了 PCI Express 規(guī)范定義的所有邏輯和事務(wù)層，例如對(duì)于 Spartan-3E500 器件來(lái)說(shuō)，可剩余大約 50% 的設(shè)計(jì)資源。

Spartan-3E FPGA使用250MHz PXPIPE標(biāo)準(zhǔn)(基于SSTL_2 I/O)與PX1011A PHY進(jìn)行通信，并提供豐富的塊RAM資源，您可以使用這些資源實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收端緩沖器，以存儲(chǔ)事務(wù)層包。Spartan-3E500 FPGA 采用很小的球柵陣列封裝，符合ExpressCard規(guī)范的機(jī)械要求。 

DVB-T ExpressCard/34 演示設(shè)備 

圖2  飛利浦/賽靈思CES 2006 DVB-T ExpressCard/34 模塊在筆記本計(jì)算機(jī)上演示實(shí)況數(shù)字電視接收
 
在 2006 年1月舉辦的消費(fèi)電子展(CES)上，我們展出了世界上第一個(gè)可編程ExpressCard應(yīng)用，該應(yīng)用由飛利浦PX1011A PCI Express PHY與PDD 2016 DVB-T模塊(圖 2)，和賽靈思 Spartan-3E FPGA與優(yōu)化的賽靈思PCI Express IP核(圖 3)組成。

圖3  DVB-T ExpressCard/34 演示設(shè)備上的賽靈思 Spartan-3E FPGA 和飛利浦 PX1011A 

飛利浦DVB-T ExpressCard/34演示設(shè)備插在一臺(tái)筆記本計(jì)算機(jī)ExpressCard插槽內(nèi)，接收來(lái)自一臺(tái)實(shí)況電視發(fā)射器的DVB-T信號(hào)。流式TV接收在筆記本計(jì)算機(jī)上顯示。

飛利浦RF解決方案選擇飛利浦/賽靈思聯(lián)合解決方案，將 MPEG 傳輸流轉(zhuǎn)換為 PCI Express 包(與主機(jī)處理器通信需要)，其選擇基于以下優(yōu)點(diǎn)：

與競(jìng)爭(zhēng)解決方案相比，具有較低的總成本；

能夠提供進(jìn)一步產(chǎn)品增強(qiáng)等未來(lái)保護(hù)和跟上 ExpressCard 標(biāo)準(zhǔn)修改；

提高了客戶產(chǎn)品間的重復(fù)利用性。

結(jié)語(yǔ)

隨著ExpressCard技術(shù)開(kāi)始在筆記本計(jì)算機(jī)中流行，隨后將進(jìn)入桌面計(jì)算機(jī)和其他基于 PC 的電器中，如媒體盒和IP機(jī)頂盒等。我們的飛利浦/賽靈思聯(lián)合ExpressCard解決方案提供了一種低成本、低功耗、可編程解決方案，可支持未來(lái)幾年內(nèi)的眾多新興應(yīng)用。