Can we adopt Ethernet ? 2005年10月15日内田智久 KEK 1 Outline • システム構築時の問題点 • インタフェースの統一とEthernet • Network processor (Silicon TCP/IP) • 今後の計画 2 システム構築時の問題システム設計、構築時に悩まされること・・・コスト等、色々な問題があると思いますがモジュールが各々異なるI/Fで困ったことはありませんか？ 3 I/Fの統一もしモジュール、デバイス、そしてPCが同じI/Fを持っていたら実験用の特殊デバイス PC Front-endデバイス PC 4 Network さらにネットワークなら複数の機器を柔軟に接続可能実験用の特殊デバイス Network PC PC Front-endデバイス 5 Ethernetの現状 • 多分野で使用されている • 周辺製品が豊富 – Layer 2, 3 switch – Switching HUB • 製品が安価 • 高性能 – Up to 10Gbps 6 Ethernetの現状広く普及している事実上の標準シリアルI/F 以前のRS232Cの用に使われている PCの事実上の標準I/F 7 Ethernet使用の利点安価で豊富な種類の周辺機器を使用可能 PC Front-end devices Front-end deviceに直接PCを接続して開発標準OSを使用しソケットプログラミングで開発 8 今迄、何故実現できなかったのか？プロトコル処理にPC程度のH/Wが必要 • 大きさ • 熱、消費電力 • CPU性能制限の強いモジュールに採用することが困難（特にFront-end deviceなど） 9 別の問題点一般に標準OS等のS/Wでプロトコル処理を行う Transfer latency, throughputが予測できない • 大きい • 揺らぎが大きい Network-based DAQの設計は困難 10 解決策 • 完全H/W処理するNetwork processorを開発 – Ethernet controller – ARP, IP, TCP, ICMP実装済み • 新しいプロトコルを開発 – 輻輳を回避する為に送信を積極的に制御する • 専門的な話なので興味がある方は私まで双方共、動作確認終了現在、実用化開発段階 11 Network processor Front-end device ADC Detector Framer FIFOに見える Network Processor Silicon TCP/IP Ethernet CPUを使用しないでTCP/IP/Ethernet経由でデータ転送 12 今後の計画実用化開発実用 H/Wマクロ ASIC 基礎研究研究 COPPER モジュール 1 Gbps FPGA+CDR 100 Mbps FPGA 10 Mbps FPGA 現在１年後 10 Gbps FPGA+CDR 将来 13 最後に Traffic shaper、UDPの実装など細かい計画は沢山あります興味を持った方は連絡ください。 14 UDP/IP TCPが必要ないアプリケーションあるデバイス PC （十分な受信性能を持つ） H/W動作デバイス間 Point to point接続 Packet lossが許されるデータ転送 15 Network processor on COPPER COPPER FINESSE CPU module FINESSE Network I/F card FINESSE FINESSE 16