PCI Express 在嵌入式系统中的应用

在过去几十年里，PCI总线是一种非常成功的通用I/O总线标准，尤其在嵌入式系统应用中，经常会看到PCI总线的踪影，但它将不能满足未来计算机设备的带宽需要。随着制造工艺的发展，将会出现10GHz的CPU，高速的内存和显卡，甚至1Gbps和10Gbps的网卡等其他需要“无限”内部带宽的设备。由Intel公司推出的第三代I/O总线结构PCI Express（3GIO）就是顺应这种需要产生的。它不但能与原来的PCI设备兼容工作，还可以增强原有设备的性能。其特点就是高性能，高扩展性，高可靠性，好的升级性及低的成本[1][2]。

　　2002年7月23日，PCI-SIG正式公布了PCI Express 1.0规范，并且根据其开发蓝图，将在2006年正式推出2.0规范。

　　PCI Express有两个版本：基础版和交换版。

　　基础版的特点是：与PCI软件兼容;很少的引脚数量（串行）;高速率（2.5Gbps/通道）;可扩展（到32通道）;CRC（链路，端到端）;热插拔;QoS（Quality of Service）能力。

　　交换版的特点是：物理层和数据链路层与基本版兼容;基于源的路由;多协议封装;堵塞管理;多播/广播。

　　PCI Express的拓扑结构包括一个主桥和若干终点（End Point）（对应若干输入输出设备），见图1。多点对点联结技术将新的特性-开关技术-引入了输入输出总线拓扑结构。开关技术替代了原来的多点复用（multi-drop）总线技术，在不同的终点间它提供对等联结的方式，将各个终点的数据分开传输，最后汇总到主桥内[3]。

PCI Express的基本特征：

　　● 串行LVDS链接，见图2;

● 基于互换的拓扑结构;

　　● 每个通道的每个方向数据传输速率为2.5Gbps;

　　● 最高连接通道为32个;

　　● 带宽可扩展（最大×32）。

　　● CRC（链路，端到端）;

　　● 热插拔;

　　● NTB链接的多HOST结构;

　　● 与PCI/X兼容;

　　● 电源管理。

　　下表中列出了PCI Express特点所带来的使用上的优点。

　　表一：

表二是将PCI Express与PCI/X进行的对比。

　　表二：