PCI express cardの省スペース化と簡単設計に貢献 MonoBK(TM)（モノブロック）

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AX7450

このFPGAボート、AX7450はFPGAボードデザインパートナーであるAlinxによってデザインされています。
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AcceleratorやVideo Capture Cardsなど、画像・信号処理を行うアプリケーションにおいてPCI expressが使用されています。

今回は FPGAを動作させる DC-DC コンバータ “MonoBK™（モノブロック）” についてご紹介します。

Accelerator ブロック図

Accelerator やGraphic Card（Video Capture Cards）など、画像・情報処理を行うアプリケーションにおいて、PCI express規格のボードが使用されています。

PCI Expressは、I/Oシリアルインタフェース、拡張バスの一種です。
I/Oインタフェースの転送速度不足解消のために次世代インタフェースとして、ソフトウェア・レベルでPCIバス完全互換とし、PCI-SIGにより2002年に仕様化されました。

ボードサイズ・電力が規格化されています。

■スロットからの最大供給電力

Power Dissipation
Slot	X1		x4/x8	x16
Standard Height	10Wmax	25Wmax	25Wmax	25Wmax	75Wmax
Low profile card	10Wmax		25Wmax	25Wmax

■リンク幅毎のデータリンク層転送帯域（双方向/一方向あたり）(GB/sec)

リンク幅	x1	x2	x4	x8	x16
Gen1	0.5/0.25	1.0/0.5	2.0/1.0	4.0/2.0	8.0/4.0
Gen2	1.0/0.5	2.0/1.0	4.0/2.0	8.0/4.0	16.0/8.0
Gen3	1.969/0.9846	3.938/1.969	7.877/3.938	15.75/7.877	31.51/15.75
Gen4	3.938/1.969	7.877/3.938	15.75/7.877	31.51/15.75	63.02/31.51
Gen4	7.877/3.938	15.75/7.877	31.51/15.75	63.02/31.51	126.0/63.02

転送速度が世代ごとに高速化しています。
高速処理を行うために、高機能FPGAが搭載されます。
高機能FPGAは、コア電圧の低電圧化、大電流化、さらに対応するメモリ数が増えます。
しかし、PCI expressは、基板サイズ・供給電力が規格化されているため、スペースがない、配線が手間、熱処理が手間という課題があります。

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