新XScaleやUWB，PCI Expressのデモが続々　――Intel Developer Forum Japan Spring 2004

●MultiBand OFDMのUWBに対応したデモも続々と

　Intel社は米国Texas Instruments社などと共同で，2004年1月，MultiBand OFDMの通信方式を採るUWBのSIG（special interest group）を結成すると発表した．これを受けて，本フォーラムではMultiBand OFDM方式のUWBのデモンストレーションがあちらこちらで行われていた．

　イスラエルのWisair社（国内窓口はイーコネクションズ）は，UWB用のRFトランシーバ・チップ「UB501」のデモンストレーションを行った（写真6，7）．データ転送速度は最大480Mbpsであり，Wireless USBに応用することを視野に入れている．Wireless USBはUSB 2.0の拡張規格として，Intel社を中心に規格の策定が行われている．本トランシーバ・チップを搭載した無線機の通信距離は2m程度．ただし，データ転送速度を落とせば距離を伸ばすことは可能である．現在，物理層（PHY）とMAC（media access control）層の回路の最適化を行っているという．

　国内でUWB無線を利用するには総務省からの認可が必要ということもあり，今回は有線でデモンストレーションを行っていた．ベースバンド回路（FPGAに実装）から本トランシーバ・チップにデータを送り，ケーブルを介してスペクトラム・アナライザに転送し，その結果をディスプレイに表示した．デモンストレーションでは，7バンドを使用していたが，チップ本来の性能としては8バンドまで伝送できるという．周波数帯域は3.1GHz～7.4GHz．

　本トランシーバ・チップは0.18μmのSiGeプロセスで製造している．まず，特定のパートナ企業にサンプル・チップを出荷する予定．また，ベースバンド・チップも2004年12月ごろにはサンプル出荷を開始し，2005年中ごろにはチップセットとして量産を開始したいという．

[写真6] UWBトランシーバ・チップ「UB501」
パワー・アンプを内蔵している．バンドパス・フィルタやバルーン・フィルタは外付け．

[写真7] UB501のデモンストレーション
以前は，RFトランシーバの部分をすべてディスクリート部品で構成していたため，ボード・サイズが大きかった．無線機の筐体が大きいのは以前のものを利用しているためで，実際のRFトランシーバ・ボードは小さい．

　Wisair社のUWB用RFトランシーバは，本フォーラム内に開設されたIntel社の「Research and Development」パビリオンでもデモンストレーションが行われていた（写真8）．これは総務省の認可を受けており，無線通信によるデモンストレーションを行っていた．ビデオ・カメラ（写真8の右端）からデータをパソコンへ取り込み，そのデータをEthernetを介してUWB無線機に送る．そこから無線でもう一方のUWB無線機に送信して，別のパソコンに画像を表示する，というシステム構成だった．

[写真8] Intel Research and DevelopmentにおけるUWBのデモ
ここでは，ディスクリート部品で構成したWisair社のRFトランシーバを用いていた．データ転送速度は50M～60Mbps程度．

　さらに，NECエレクトロニクスのブースでも，Wisair社の無線機を使用してWireless USBのデモンストレーションを行っていた．カメラから取り込んだ動画をUWBの物理層を利用して伝送した．MACはNECエレクトロニクス製の「IEEE802.15.3 MAC PCIボード」を利用した（写真9）．

[写真9] IEEE802.15.3 MAC PCIボード
Wireless USBのデモンストレーションに用いられたNECエレクトロニクスのMACボード．

　このほか，アジレント・テクノロジーのブースでは，MultiBand OFDM UWBに対応可能な無線試験に関するデモンストレーションが行われていた（写真10）．デモンストレーションの内容は次のとおり．まず，パソコン上で信号シミュレータ「Advanced Design Simulator」を実行させ，これをもとに任意波形発生器でベースバンド信号を生成する．IQ変調方式によってD-A変換を行ったあと，そのデータをベクトル信号発生器「E8267C」に取り込む．E8267Cから出力されるデータがUWBの送信データとなる．この送信データをオシロスコープ「54855A」で測定し，さらにRF信号解析ソフトウェア「89601A」でFFTや時間軸のデータの振幅などを表示することができる．

　UWBは，3.1GHz～10.6GHzの広帯域を利用するため，測定器もこれに対応する必要があるという．例えば，E8267Cは250kHz～20GHzの周波数帯域に対応している．

[写真10] MultiBand OFDM UWBに対応可能な測定環境
RF信号解析ソフトウェア「Agilent 89601A」は，MultiBand OFDMだけでなく，ワイヤレスLAN（IEEE 802.11）やW-CDMAなどにも対応している．任意波形発生器以外はすべてAgilent Technologies社製．

●PCI Express IPコアでRambusと図研がビジネス協調

　米国Rambus社のブースでは，同社の物理層IPコア「Raser PCI Express」と，図研のMAC層，データリンク層，トランザクション層に対応したIPコア「Z-Core PCI Express」のデモンストレーションが行われていた（写真11）．PCI Expressでは，物理層とMAC層は「PIPE」というインターフェースで接続することが決められている．今回のデモンストレーションでは，PIPEで両社のコアを接続し，正常に動作することを確認した．デモンストレーションの内容は，USBカメラで取得した画像をPCI Expressを介して別のパソコンに転送するというものである．

　本フォーラム開催中に，両社がPCI Express製品に関して提携を結んだことを発表した．ただし，これは独占的な契約ではない．IPコアを利用したい顧客は，それぞれの会社にコンタクトする必要がある．

(a) デモ用システムの構成

(b) Rambus社のボード（左奥）と図研のZ-Coreボード（右）

[写真11] Rambusと図研のIPコアを協調動作
カメラの画像をZ-Core PCI Expressに取り込み，Raser PCI Expressに転送する．リンクは×2（2レーン）である．本デモンストレーションでは，伝送速度は1.8Gbps程度だった．

　これとは別に，NECエレクトロニクスは，PCI ExpressスイッチICを用いたデモンストレーションを行った（写真12）．本ICは，ダウンストリーム専用の×4レーンのポートを四つと，アップストリームとダウンストリームの両方に利用できる×8レーンのポートを二つ備えている．電源電圧は，内部電圧が1.5V，I/O電圧が3.3Vである．

　今回のデモンストレーションでは，パソコン間で動画データの転送を行った．動画データが格納されているノート・パソコンと本ICを搭載した評価ボードの間はLANケーブルで接続されている．本評価ボードともう一方のパソコンの間はPCI Expressで通信する．動画データを受け取り，Windows Media Playerで動画を再生した．このデモンストレーションではLANケーブルがボトルネックとなり，データ転送速度は10Mbps程度しかでていないという．

(a) デモンストレーション用システムの構成

(b) PCI Expressスイッチを搭載した評価ボード

[写真12] PCI Expressスイッチのデモンストレーション
LANケーブルと評価ボードの間，評価ボードとパソコンのメイン・ボードの間はいずれも×8レーンのポートを利用．×8レーンのポートをアップストリームとして利用するかダウンストリームとして利用するかは，EPROMのデータによって設定する．

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