PCI Express 在嵌入式系統中的應用

注1. 并行總線通常包含地址/數據信號和一些邊帶信號。邊帶信號用來表示總線上數據的方向和事務處理的類型，還能用于表示中斷或總線主控請求。

　　注2. 一個典型的PCI Express連接使用兩個LVDS（低電壓差分信號）對，一對用于發送，一對用于接收。在這個結構中沒有邊帶信號，見圖3。[3]

圖3 典型的PCI Express連接

圖4 PCI Express在嵌入式控制系統的應用

　　注3. PCI Express信道能聚集以增加總帶寬，可用的帶寬直接與通道的數目成比例。其有效組合為×1，×2，×4，×8，×12，×16，×32，通道數加倍帶寬也加倍。如一個10Gbps的以太網控制器可以使用4條PCI Express來與控制器的帶寬相匹配。

　　由于PCI Express的突出特性，決定了它可以用于很多領域，諸如服務器、成像系統、存儲系統、通信系統、工業控制等，影響比較大的可能還是嵌入式系統，圖4給出了其應用于嵌入式系統的應用拓撲結構。可以看出，在這種拓撲結構中本地端設備通過PCI Express橋連接在一起，不再是通過PCI橋連接。依賴開關技術，本地端設備就可以“無限”的扇出，且傳輸速率不會下降，而傳統的依靠PCI橋連接的設備由于多點復用總線技術的限制，每一路本地端設備的傳輸速率會下降。在嵌入式應用方面，另外一個比較讓人關注的應該是Express Card，這種具有USB2.0接口的小型卡，其硬件成本低，功能性好，將會取代笨重的PC卡和發揮Compact Flash的優點。但是這種卡進入嵌入式市場的速度不會很快，因為PCI Express將涉及硬件支持形式和特點的重大改變，對現有板卡的板形標準仍待制定[4]。

　　由于PCI Express技術卓越的特性，很多公司都投入了大量的精力來促進該技術的推廣。在2003年秋天的Intel開發論壇上，PLX第一個演示了基于PCI Express的ATCA（Advanced Telecom Computing Architecture）系統。各芯片組廠商也忙于開發支持PCI Express的芯片。

　　Mellanox技術公司已經公布了相關的芯片產品。

　　Intel的i915P Grantsdale和i925×Alderwood芯片組將包括用于圖形的×16連接，并支持333/400MHz的DDR和400/533MHz的DDR2。Intel的南橋芯片ICH6將有4條PCI Express×1連接和4個串行ATA150端口。ICH6的俗稱是Azalia，可以為PC提供192KHz，32位的多通道音頻支持。

　　威盛的北橋芯片保留了傳統的AGP支持，其新的VT8251南橋芯片還將包括兩個×1PCI Express連接，4個串行ATA端口，Gb級以太網和8通道192KHz，24位音頻支持。

　　SiS的第一代PCI Express南橋芯片SiS965L將包括兩個×1連接，8通道音頻，兩個串行ATA端口和Gb級以太網支持。該公司已經量產SiS965和9652南橋芯片。

　　VIA和Ali也計劃今年第3季度量產PCI Express南橋芯片VT8251和M1573。

　　PCI Express的卓越特性及Intel公司的大力推廣，使得PCI Express技術已經得到業界的廣泛認可，相信以后它必將取代現在的PCI總線并成為新的主流的內部互聯總線并在嵌入式系統及相關領域中大顯身手。