用FPGA構(gòu)建PCI Express端點(diǎn)器件最佳平臺(tái)

　　在選擇一種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)PCI Express設(shè)計(jì)之前，必須仔細(xì)考慮應(yīng)用的IP選擇、鏈路效率、兼容性測(cè)試及資源可用性。本文中，我們將簡要介紹使用最新的FPGA技術(shù)構(gòu)建單芯片x4和x8通道PCI Express設(shè)計(jì)的一些因素。

圖3：基于Virtex-5 LXT FPGA的視頻應(yīng)用。

　　IP的選擇

　　作為設(shè)計(jì)人員，您可以選擇構(gòu)建自己的軟IP或者向第三方或FPGA供應(yīng)商購買IP。構(gòu)建自己的IP的難題在于，您不光得從零開始創(chuàng)建設(shè)計(jì)，還得擔(dān)心驗(yàn)證、批準(zhǔn)、兼容性和硬件評(píng)估等環(huán)節(jié)。向第三方或FPGA供應(yīng)商購買的IP，已經(jīng)過所有嚴(yán)格的兼容性測(cè)試和硬件評(píng)估，可以即插即用。如果使用商用的、已驗(yàn)證的兼容性PCI Express接口，您可以把精力集中在設(shè)計(jì)中最有附加值的部分：用戶應(yīng)用。使用軟IP的難題在于應(yīng)用的資源可用性。軟IP核的PCI Express MAC層、數(shù)據(jù)鏈路層和事務(wù)層通過可編程架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，因此您必須特別注意剩余的Block RAM、查找表和架構(gòu)資源的數(shù)量。

圖4：Virtex-5 LXT FPGA PCI Express端點(diǎn)框圖。

　　另一選擇是使用最新技術(shù)的FPGA。Virtex-5 LXT和SXT的專用門電路(圖4)中實(shí)現(xiàn)了集成x8通道PCI Express控制器。這種實(shí)現(xiàn)極具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)是在硬硅片中實(shí)現(xiàn)的，所以需要的FPGA邏輯資源數(shù)量達(dá)到了最小。例如，在Virtex-5 LXT FPGA中，一個(gè)x8通道軟IP核可占用多達(dá)10,000個(gè)邏輯單元，而硬實(shí)現(xiàn)只需要大約500個(gè)邏輯單元，多數(shù)用于接口。這樣的資源節(jié)省有時(shí)候能允許您選擇更小的器件，而器件越小通常就會(huì)越便宜。集成實(shí)現(xiàn)通常具有更高的性能、更寬的數(shù)據(jù)通路，并且可通過軟件配置。