PCI Express 在嵌入式系统中的应用

注1. 并行总线通常包含地址/数据信号和一些边带信号。边带信号用来表示总线上数据的方向和事务处理的类型，还能用于表示中断或总线主控请求。

　　注2. 一个典型的PCI Express连接使用两个LVDS（低电压差分信号）对，一对用于发送，一对用于接收。在这个结构中没有边带信号，见图3。[3]

图3 典型的PCI Express连接

图4 PCI Express在嵌入式控制系统的应用

　　注3. PCI Express信道能聚集以增加总带宽，可用的带宽直接与通道的数目成比例。其有效组合为×1，×2，×4，×8，×12，×16，×32，通道数加倍带宽也加倍。如一个10Gbps的以太网控制器可以使用4条PCI Express来与控制器的带宽相匹配。

　　由于PCI Express的突出特性，决定了它可以用于很多领域，诸如服务器、成像系统、存储系统、通信系统、工业控制等，影响比较大的可能还是嵌入式系统，图4给出了其应用于嵌入式系统的应用拓扑结构。可以看出，在这种拓扑结构中本地端设备通过PCI Express桥连接在一起，不再是通过PCI桥连接。依赖开关技术，本地端设备就可以“无限”的扇出，且传输速率不会下降，而传统的依靠PCI桥连接的设备由于多点复用总线技术的限制，每一路本地端设备的传输速率会下降。在嵌入式应用方面，另外一个比较让人关注的应该是Express Card，这种具有USB2.0接口的小型卡，其硬件成本低，功能性好，将会取代笨重的PC卡和发挥Compact Flash的优点。但是这种卡进入嵌入式市场的速度不会很快，因为PCI Express将涉及硬件支持形式和特点的重大改变，对现有板卡的板形标准仍待制定[4]。

　　由于PCI Express技术卓越的特性，很多公司都投入了大量的精力来促进该技术的推广。在2003年秋天的Intel开发论坛上，PLX第一个演示了基于PCI Express的ATCA（Advanced Telecom Computing Architecture）系统。各芯片组厂商也忙于开发支持PCI Express的芯片。

　　Mellanox技术公司已经公布了相关的芯片产品。

　　Intel的i915P Grantsdale和i925×Alderwood芯片组将包括用于图形的×16连接，并支持333/400MHz的DDR和400/533MHz的DDR2。Intel的南桥芯片ICH6将有4条PCI Express×1连接和4个串行ATA150端口。ICH6的俗称是Azalia，可以为PC提供192KHz，32位的多通道音频支持。

　　威盛的北桥芯片保留了传统的AGP支持，其新的VT8251南桥芯片还将包括两个×1PCI Express连接，4个串行ATA端口，Gb级以太网和8通道192KHz，24位音频支持。

　　SiS的第一代PCI Express南桥芯片SiS965L将包括两个×1连接，8通道音频，两个串行ATA端口和Gb级以太网支持。该公司已经量产SiS965和9652南桥芯片。

　　VIA和Ali也计划今年第3季度量产PCI Express南桥芯片VT8251和M1573。

　　PCI Express的卓越特性及Intel公司的大力推广，使得PCI Express技术已经得到业界的广泛认可，相信以后它必将取代现在的PCI总线并成为新的主流的内部互联总线并在嵌入式系统及相关领域中大显身手。