PCI Express 高速串行互联接口标准

1、pci express 高速串行互联接口标准pci express是从pci进展而来的一种系统互联接口标准。pci和pci-x都是基于32位以及64位的并行，而pci express则用法高速串行总线。pci express后向兼容于pci，能够灵便地提供大峰值带宽。表1对照了三种pci标准的特性。表1 pci标准对照一对同时工作的发送和接收通道被称为一个通路。发送和接收通道用法低差分信号(lvds)标准传输数据。数据时钟嵌入在每个通道中，以实现十分高的数据速率。图1 pci express链路一条pci express链路由多条通路组成，在链路中增强更多的通路可提高pci express链路

2、的带宽。规范支持的链路通路带宽有x1、x4、x8和x16四种。pci express的高级特性包括：主动功耗管理：在pci express中，不管总线上是否有信号传送，总线接口总是向来在工作。空闲状态下，总线上没有任何操作时，这样会导致很高的功耗。为降低功耗，pci express提供了主动功耗管理机制，以便降低总线空闲时的功耗。实时数据流量：pci express保证数据包在虚拟通道的给定时光内到达其目的地，实现了不同等级的服务质量(qos)。热插拔：pci express支持系统工作时的热插拔，缩短了系统更新和调试阶段的停机时光。误码探测和订正：因为数据链路层的循环冗余码校验(crc)功能

3、，pci express能够更好地检查数据完整性，举行误码处理，提高总线操作的牢靠性，增加数据复原的能力。实现pci express接口的难点采纳定制规律在专用产品中实现pci express接口有无数难点：自适应硬件：设计专用产品所选用的硬件平台必需能够满足pci express协议的电气规范和性能要求。在存储器、服务器和背板等典型pci express终端应用中，基于pc的网络在带宽需求和数据速率上进展很快。这类产品还需要灵便地适应那些可能替代现有标准的新标准。系统性能：因为pci express链路的预期数据速率在gbps范围内，因此，时序裕量十分紧急。实现任何pci express接口

4、都必需满足系统严格的性能要求。牢靠性：要实现这一协议必需保证产品在可能经历的工作电压和温度(pvt)变幻范围内有牢靠的性能表现。通用性：pci express接口常常用于衔接不同的器件。因此，该协议的产品必需与市场上其他pci express器件兼容。用法便利：对于系统设计人员而言，pci express应当实现起来比较容易(或者换句话说，打开包装就能用)。这普通是指能够提供参考设计、界面友好的软件工具、验证设计的原型开发平台，以及完整的文档等。中的pci express接口fpga通常用于桥接用法不同协议的器件。而且，因为规律门容量的增强，系统级特性的丰盛，以及系统吞吐量的提高，fpga还被

5、逐步担当系统核心功能。在最近几年中，fpga供给商开头采纳吉比特模块等硬件ip来实现高数据速率的高速串行i/o接口。例如，公司的stratix ii gx fpga每通道数据速率高达6.375 gbps。采纳吉比特收发器模块，现在可以在一片fpga中实现高速串行协议，包括千兆以太网、串行rapid io、pci express、xaui和hd-sdi等。吉比特收发器模块普通包括物理层和物理编码子层(pcs)，2所示。上层协议以硬件描述语言(hdl)编写的ip在fpga架构中实现。图2 pci express高速串行i/ofpga的pci express接口有显然的优势：灵便性：因为fpga架构

6、在本质上具有可编程性，因此，采纳fpga的任何产品在通路数量、特性、实现定制硬件的可能性，以及与其他半导体器件的衔接都有很大的灵便性。简单更新：采纳fpga的产品能够适应协议和功能需求的变幻。因此，这类产品能够避开过时，简单举行更新。性能成熟：fpga中的吉比特收发器模块能够保证具有时序裕量。图3中的pci express眼图经过验证，符合pci-sig标准。这意味着，用户甚至在启动设计之前，就可以确信产品的兼容性。图3 stratix ii gx 中的pci express接口符合pci-sig用法便利：fpga供给商还提供开发板、参考设计和设计指南，降低了实现pci express接口的难度。例如，altera提供界面友好的pci编译器工具，很简单在stratix ii gx fpga中对多通路pci express接口举行定制、构建和测试(图4)。图4 用法便利的pci编译器软件工具通用性：stratix ii gx fpga在与其他pci express兼容器件在通用性上胜利地通过了测试，例如公司的powerquicc iii处理器。fpga中集成了吉比特收发器