有线PCIExpress-标准高速仪器连接器设计和实现 计算机科学与技术专业VIP专享VIP免费

有线PCIExpress-标准高速仪器连接器摘要-PCI及PCIExpress规范开发商PCI特殊利益集团(PCI-SIG)于2007年2月发布了PCIExpress外部电缆1.0规范，打破常规对PCIExpress进行扩展。有线PCIExpress是一种连接系统组件的高性能串行总线；以下部分将对有线PCIExpress背后的技术、目前及今后在测量及自动化系统中的应用需求进行测试。介绍有线PCIExpress在PCIExpress的基础上提供一种可度量的、高带宽、低延迟连接；通过在电缆上扩展PCIExpress，利用一台PC主机来完成处理和分析操作，将为高性能测量及自动化应用创造机会；例如，有线PCIExpress可通过维持大于800MB/s的传输速度来连接PC主机与PXI机箱；有线PCIExpress性能高、成本低、便于连接，因此适合多种应用，特别适合那些目前因未装高速连接器而受限的应用。有线PCIExpress通过定义电缆连接器、铜电缆性质及电性、连接器保持、识别和标签等，确立了一种标准的电缆PCIExpress技术应用方法；该方法符合PCIExpress基础规范1.1和机电规范，保证了PCIExpress子系统之间的高数据速率。标准电缆和连接器根据x1、x4、x8和x16链路定义；可通过电缆提供边带信号，以保证现有硅片和软件实施的兼容性，因此，开发商可以使用现有的PCIExpress生态系统。PCIEXPRESS技术概要PCIExpress克服了最初由英特尔在10多年前开发的PCI总线的缺点；最初的PCI总线为32位并行总线，工作频率为33MHz，理论带宽峰值为132MB/s；该总线采用一个共享总线拓扑结构，在多台设备上共享总线带宽，来提供在总线上不同设备之间的通信；随着设备的演变，需要大带宽容量的新型设备开始占用同一个共享总线上其它设备的带宽；例如，吉比特级网络卡可以独自占用95%的可用PCI总线带宽。图中文字翻译：Processor:处理器MemoryControllerHub：内存控制中心I/OControllerHub：输入/输出控制中心图1每个PCIExpress插槽为PC内存卡提供带宽，与PCI不同，该类插槽可以共享带宽。为满足这些先进设备的带宽需求，PC行业联盟及外设厂商开发出了PCIExpress，并于2004年开始为标准PC台式机供货；主要供货商的多数台式机已经包括一个以上的PCIExpress插槽；最著名的PCIExpress改进是点对点总线拓扑结构；共享开关可用来代替PCI共享总线，可使每台设备直接自行访问总线。PCIExpress与PCI不同，不是在总线上划分所有设备的带宽，而是为每台设备提供专业数据管道。数据通过成对传输及接收信号（称为“信道”）采用打包方式串行传送，这使得每个信道在每个方向的带宽达到250MB/s。多个信道组合到一起，形成x1(“序号1”)、x2、x4、x8、x12、x16和x32信道宽度，以增加插槽的带宽。图中文字翻译：TotalBusThroughput:总线总吞吐量NumberofDevices:设备数量图2PCIExpress提供相当于传统PCI带宽30倍的专业可度量带宽。数据获取及波形生成等应用要求足够的带宽，以确保数据在不丢失或不被覆盖的前提下被快速传送到内存。与旧式总线相比，PCIExpress可显著提升数据带宽，最大程度降低对单板存储器的需求和实现数据快速流动。2.5Gb/s规范提供的最初信号频率是32位数、33MHzPCI可用带宽的30倍，利用PCIExpress第二代信号今后有望增至5Gb/s。由于PCIExpress具有可度量信道拓扑结构，仪器厂商可部署一个PCIExpress连接器，确保信道数目达到设备要求。有线PCIEXPRESS基于PCIExpress的有线PCIExpress是下一代服务器、台式机和笔记本电脑外围总线，它具有以下优点：•标准PC机的广泛应用意味着部署成本较低；•高带宽-x16电缆带宽高达4GB/s•低延迟-300-700ns•应用软件和操作系统无需变更PCI模型•包括有线PCIExpress在内具有至少15个标准化形式因子•标准专为芯片对芯片、板对板和设备对设备应用设计图中文字翻译：Increasing(Improving)Bandwidth:增加（提高）带宽MaxBandwidth:最大带宽ApproximateLatency:大约延迟Decreasing(Improving)Latency:降低（提高）延迟Good:良好Better:更好Best:最好图3PCIExpress提供最高带宽和最低延迟PCI-SIG标准机构将有线PCIExpress定义为PCIExpress基础规范的一种扩展；从设备对设备或沿更长距离扩展PCIExpress是有线PCIExpress的目标。有线PCIExpress提供一种简易且高性能的PC...