PCI Express 在嵌入式系統中的應用

在過去幾十年里，PCI總線是一種非常成功的通用I/O總線標準，尤其在嵌入式系統應用中，經常會看到PCI總線的蹤影，但它將不能滿足未來計算機設備的帶寬需要。隨著制造工藝的發展，將會出現10GHz的CPU，高速的內存和顯卡，甚至1Gbps和10Gbps的網卡等其他需要“無限”內部帶寬的設備。由Intel公司推出的第三代I/O總線結構PCI Express（3GIO）就是順應這種需要產生的。它不但能與原來的PCI設備兼容工作，還可以增強原有設備的性能。其特點就是高性能，高擴展性，高可靠性，好的升級性及低的成本[1][2]。

　　2002年7月23日，PCI-SIG正式公布了PCI Express 1.0規范，并且根據其開發藍圖，將在2006年正式推出2.0規范。

　　PCI Express有兩個版本：基礎版和交換版。

　　基礎版的特點是：與PCI軟件兼容;很少的引腳數量（串行）;高速率（2.5Gbps/通道）;可擴展（到32通道）;CRC（鏈路，端到端）;熱插拔;QoS（Quality of Service）能力。

　　交換版的特點是：物理層和數據鏈路層與基本版兼容;基于源的路由;多協議封裝;堵塞管理;多播/廣播。

　　PCI Express的拓撲結構包括一個主橋和若干終點（End Point）（對應若干輸入輸出設備），見圖1。多點對點聯結技術將新的特性-開關技術-引入了輸入輸出總線拓撲結構。開關技術替代了原來的多點復用（multi-drop）總線技術，在不同的終點間它提供對等聯結的方式，將各個終點的數據分開傳輸，最后匯總到主橋內[3]。

PCI Express的基本特征：

　　● 串行LVDS鏈接，見圖2;

● 基于互換的拓撲結構;

　　● 每個通道的每個方向數據傳輸速率為2.5Gbps;

　　● 最高連接通道為32個;

　　● 帶寬可擴展（最大×32）。

　　● CRC（鏈路，端到端）;

　　● 熱插拔;

　　● NTB鏈接的多HOST結構;

　　● 與PCI/X兼容;

　　● 電源管理。

　　下表中列出了PCI Express特點所帶來的使用上的優點。

　　表一：

表二是將PCI Express與PCI/X進行的對比。

　　表二：