PCI Express 在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

在過去幾十年里，PCI總線是一種非常成功的通用I/O總線標(biāo)準(zhǔn)，尤其在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)看到PCI總線的蹤影，但它將不能滿足未來計(jì)算機(jī)設(shè)備的帶寬需要。隨著制造工藝的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)10GHz的CPU，高速的內(nèi)存和顯卡，甚至1Gbps和10Gbps的網(wǎng)卡等其他需要“無限”內(nèi)部帶寬的設(shè)備。由Intel公司推出的第三代I/O總線結(jié)構(gòu)PCI Express（3GIO）就是順應(yīng)這種需要產(chǎn)生的。它不但能與原來的PCI設(shè)備兼容工作，還可以增強(qiáng)原有設(shè)備的性能。其特點(diǎn)就是高性能，高擴(kuò)展性，高可靠性，好的升級(jí)性及低的成本[1][2]。

　　2002年7月23日，PCI-SIG正式公布了PCI Express 1.0規(guī)范，并且根據(jù)其開發(fā)藍(lán)圖，將在2006年正式推出2.0規(guī)范。

　　PCI Express有兩個(gè)版本：基礎(chǔ)版和交換版。

　　基礎(chǔ)版的特點(diǎn)是：與PCI軟件兼容;很少的引腳數(shù)量（串行）;高速率（2.5Gbps/通道）;可擴(kuò)展（到32通道）;CRC（鏈路，端到端）;熱插拔;QoS（Quality of Service）能力。

　　交換版的特點(diǎn)是：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層與基本版兼容;基于源的路由;多協(xié)議封裝;堵塞管理;多播/廣播。

　　PCI Express的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個(gè)主橋和若干終點(diǎn)（End Point）（對(duì)應(yīng)若干輸入輸出設(shè)備），見圖1。多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)結(jié)技術(shù)將新的特性-開關(guān)技術(shù)-引入了輸入輸出總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。開關(guān)技術(shù)替代了原來的多點(diǎn)復(fù)用（multi-drop）總線技術(shù)，在不同的終點(diǎn)間它提供對(duì)等聯(lián)結(jié)的方式，將各個(gè)終點(diǎn)的數(shù)據(jù)分開傳輸，最后匯總到主橋內(nèi)[3]。

PCI Express的基本特征：

　　● 串行LVDS鏈接，見圖2;

● 基于互換的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);

　　● 每個(gè)通道的每個(gè)方向數(shù)據(jù)傳輸速率為2.5Gbps;

　　● 最高連接通道為32個(gè);

　　● 帶寬可擴(kuò)展（最大×32）。

　　● CRC（鏈路，端到端）;

　　● 熱插拔;

　　● NTB鏈接的多HOST結(jié)構(gòu);

　　● 與PCI/X兼容;

　　● 電源管理。

　　下表中列出了PCI Express特點(diǎn)所帶來的使用上的優(yōu)點(diǎn)。

　　表一：

表二是將PCI Express與PCI/X進(jìn)行的對(duì)比。

　　表二：