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2010.10.07

PCI Expressのケーブル延長ボード

PCI ExpressのExternal Cablingで延長するためのボードには、CONTECさん(日本)のBYS-AD1C-LPEや、ONE STOP SYSTEMSさん(米国)のOSS-HIB2-PE1x1といったボードがあります。

これらのボードは、どちらもPericom社のPI2EQXという、PCI Express用のバッファICを使っています。

今日、OneStopSystemsさんのボードを購入したので、さっそく試してみました。

Extboards

結果は上々。

EXPARTAN-6Tに特電PCI Express互換コアを乗せて、AtomのWindows7マシンでPCIe延長ケーブルを使って動かすことができました。ただ、起動時にちょっと難ありで、PCが起動しないことがあります。XILINXのハードマクロなら完璧に起動するので、特電コアには何かが足りないのでしょう。

ところが、Spartan-3EとXIO1100を使ったPCI Expressボードでは、このONE STOP SYSTEMSさんのボードで動きませんでした。

原因はこれ。
Onestop
(ちょっと半田のヤニで汚れていますが、私が半田付けしたり外したりしたたためです。)

このコンデンサにはPCI Expressのクロック信号が流れていますが、コンデンサなので直流分がカットされます。

つまり、
・CONTECさんのボードは、PI2EQXのクロック出力が直接ケーブルに行く
・ONESTOPSYSTEMSさんのボードは、PI2EQXのクロック出力をコンデンサで直流分をカットして出力
という違いがあります。

一方、PCI ExpressのPHYチップであるXIO1100は、どうやら直流バイアスがないとクロックを全く受け取れません。全く動きません。
逆に、Spartan-6のGTPは直流バイアス分があるとダメです。全く動きません。

つまり、
・ONE STOP SYSTEMSさんのボード + Spartan-6 → ◎
・ONE STOP SYSTEMSさんのボード + XIO1100 → ×
・CONTECさんのボード + Spartan-6 → × (コンデンサで切る必要あり)
・CONTECさんのボード + XIO1100 → ○
という結果になりました。

ややこしいですね。

結論をいうと、ONE STOP SYSTEMSさんのOSS-HIB2-PE1x1は、C13とC20のコンデンサを0Ω抵抗か何かでジャンパして、Spartan-6の基板のほうでは、REFCLKにコンデンサを入れると、どの組み合わせでも動くようになります。

どうやら、FPGAやPHYチップの要求するREFCLKやRX信号の品質は、みな少しずつ違います。

一番ベストなのは、アドインカード上のFPGAのギガビット信号の端子には、PCIeのエッジやケーブルコネクタに直接つながずに、PI2EQXなどのバッファICを介して出すことなのでしょう。こうすれば、どのようなケーブル延長ボードを使われても、ベストな振幅とバイアスの乗ったREFCLKとRXをGTPに与えられるようになります。かなりコストアップになりますので、そこまでやる人はあまりいないと思いますが・・

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