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，主要用于筆記本計算機后繼市場中的功能性升級和擴展。同樣，ExpressCard模塊最初旨在服務(wù)于筆記本計算機后繼市場(圖1a)。

在桌面計算機市場(圖1b)，無論PC制造商還是最終用戶，都強烈希望向密封盒模型遷移，擁抱通過抽屜式擴展卡這種已在筆記本計算機領(lǐng)域應(yīng)用達十年之久的輕松的傻瓜式升級方式。桌面計算機領(lǐng)域的這一趨勢為最終用戶帶來易用性，使PC制造商實現(xiàn)更少維修成本，因為最終用戶將無需因打開其桌面計算機而有機會損壞機器。ExpressCard技術(shù)可能會擴展到基于PC的電器中，如多媒體盒和IP機頂盒等。

圖1  (a) 筆記本計算機和 (b) 桌面計算機中的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54mm寬度模塊設(shè)計的插槽中，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模塊用戶可以隨時安裝和拆下模塊，無需關(guān)閉主機。此外，PCI Express和USB2.0的自動檢測與配置功能允許主機系統(tǒng)無需使用外部插槽控制器即可支持ExpressCard技術(shù)。需要使用一個ExpressCard電源開關(guān)來控制到插槽的電源。

Windows XP和2000未對PCI和PCI Express設(shè)備提供內(nèi)在發(fā)現(xiàn)支持。但從Windows Longhorn開始，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。該解決方案憑借較低的功耗、先進的封裝、信號完整性和對 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、信號完整性或其他技術(shù)要求而無法使用現(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)過驗證的二片式可編程解決方案，它提供了一種低風(fēng)險的、成本有效的替代選擇，具有較短的上市時間和較長的在市時間。最終產(chǎn)品的設(shè)計、測試和發(fā)運可在幾周之內(nèi)完成--而且一旦出現(xiàn)未預(yù)見到的問題，可以隨時升級或修復(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)計的，并具有較小的資源使用量。它實現(xiàn)了 PCI Express 規(guī)范定義的所有邏輯和事務(wù)層，例如對于 Spartan-3E500 器件來說，可剩余大約 50% 的設(shè)計資源。

Spartan-3E FPGA使用250MHz PXPIPE標(biāo)準(zhǔn)(基于SSTL_2 I/O)與PX1011A PHY進行通信，并提供豐富的塊RAM資源，您可以使用這些資源實現(xiàn)發(fā)射和接收端緩沖器，以存儲事務(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 模塊在筆記本計算機上演示實況數(shù)字電視接收
 
在 2006 年1月舉辦的消費電子展(CES)上，我們展出了世界上第一個可編程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)備插在一臺筆記本計算機ExpressCard插槽內(nèi)，接收來自一臺實況電視發(fā)射器的DVB-T信號。流式TV接收在筆記本計算機上顯示。

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(與主機處理器通信需要)，其選擇基于以下優(yōu)點：

與競爭解決方案相比，具有較低的總成本；

能夠提供進一步產(chǎn)品增強等未來保護和跟上 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

隨著ExpressCard技術(shù)開始在筆記本計算機中流行，隨后將進入桌面計算機和其他基于 PC 的電器中，如媒體盒和IP機頂盒等。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，可支持未來幾年內(nèi)的眾多新興應(yīng)用。