技术问答精选(一)——PCI Express技术:设计高性能桥接

关键字： PCI Express技术  嵌入式  连接器 

首先，PCIe使用串型的高速接口，放置电容的作用主要是隔绝直流的电压对串行高速链路的影响；其次，要耦合交流的信号。在放置的时候，我们根据不同的情况具体的情况要视放在南桥端还是靠近DYS端，这个要视具体的应用而定。

2.从嵌入式领域到服务器，你认为PCI/X能够覆盖所有这些领域吗？同时带来出色的性能？

基本上，PCIe技术在设计的时候其标准由PCISIG这一组织来制定标准的，而这个组织在制定标准的时候已经考虑到了从服务器到PC端，到工业领域的所有需求。所以今天我们可以说PCIe技术在服务器PC或者工业领域都可以提供非常好的性能。

3.各位专家你们好，我现在正在做PCI express板卡的开发工作，有几个问题亟待解决。第一，E的板边缘连接器的机件尺寸、金属指间距与板卡的位置等信息在哪里可以得到？能否提供一些相关资料？？

首先关于连接器的尺寸方面的问题，我们可以在PCISIG的所有标准文档中找到对连接器尺寸方面的规定，所以这位观众可能需要看一下我们PCIe标准的文档。至于这些文档可以通过浏览PCISIG的网站来得到相关的信息。

4.PCIexpress最新的标准版本是哪一个？

目前PCISIG发布的PCIe最新的标准版本是2.0，它可以支持5G的速率，但是市场上我们现在看到PCIe2.0的产品相对来讲比较少，看到的大多是PCIe1.0，2.5G的产品。

5.目前PCIexpress的应用范围为何？传输速率最高可达到多少？

基本上，我们前面提到过PCIe在桌面的台式PC、服务器的存储等相关的计算领域、通讯行业、基站、各种大型的通讯设备以及工业PC领域都得到了广泛应用。目前，传输速率在PCIe1.0的标准中，单个lane速率可以达到2.5G。用户可以选择最高×16模式来达到16×2.5G的速率。在PCIe2.0中，单项速率可以达到5G，同时lane的模式可以扩展到×32的模式，也就是说用户可以达到的最高速率是5G×32的速率。

6.在测量PCIe信号时，fail有哪些因素会影响？

郭强 在对PCIE的系统进行测量的时候，因为PCIE是一个基于串行传输的系统，所以影响到他性能或者信号完整性的主要方面是：第一，客户在进行PCD布线的时候，阻抗设计的水准如何；第二，客户选用接插件的质量，或者说接插件对信号完整性的贡献如何。只要客户在进行PCD设计时，信号完整性的质量得到了很大的保证，基本上PCIe的系统性能可以达到客户预期的水准。

7.PCIe主要应用在那些领域？

PCIe产品主要用在一些适配卡、外部存储设备、多功能打印机、通讯服务器以及嵌入式设备等领域。

8.PCIe对总线的要求是不是很高？

PCIe由于使用了串行的交换技术，因此就我个人而言，它相对于之前的PCI-X和PCI来说其设计难度不是很高，我们的设计者在开发时需要注意的主要问题是在进行PCD布线时对信号完整性的分析和保证。如果通过仿真工具在PCI的布线时得到一个较好的信号完整性，那么对于PCI的整个系统设计来讲没有额外的要求。

9.目前对hot-plug的支持如何？在设计测试板卡的方案时发现会造成2003蓝屏或者识别不到设备，不知道是哪个环节出了问题？

PCIe的热插拔功能没有使用边带性，而是使用带内信号将热插拔的中断信息传送给我们称之为的根复合体，引发热插拔软件对热插拔事件进行检测，所以这个问题要看一下对热插拔事件和中断的处理的问题。

10.使用桥片将PCI设备连接到PCI express上面后，驱动程序是否需要重新开发？

PCIe可以将它视作PCI及PCI-X的后续标准。在PCI Express的标准中继承了PCI及PCI-X的基本操作类型，目前我们看到的将PCI-X或PCI的设备通过桥接芯片接入到主机当中时，PCI或者是PCI设备的驱动程序不需要重新开发。这也方便了广大的设计者将已有的驱动程序应用在新的系统中。

11.目前我们用的较多的产品比较关注贵公司的桥接芯片在转换的效能上表现如何，相比有什么异同？目前在这方面的产品系列都有哪些？

桥接芯片在转换过程中表现在延时和传输性能的转换这两个方面。可以举一个例子，当从PCI-X发送转发操作的时候，与同类型的产品相比，最少可以提高30%的性能。主要的性能比较主要通过包的大小。我们知道，256bit负载的数据包的大小在PCI-X，PCIE这边同样比较，我们可能有更多的优势，我们的转发性能可以提高到40%以上。

12.如果采用Express技术的数据采集卡对数据进行流盘处理，最大数据传输量大约是多少？

这位读者提出的问题不是很清楚，但是我们可以给出一个通用的解答。基本上，PCIE能够提供的传输的数据流量在1.0标准中单向可以提供2.5G的传输速率，同时可以使用×1到×16的模式成倍的提高它的性能，所以这要视用户的具体应用而定。我们建议用户首先根据自己应用的情况，分析大概需要多少数据流量。其次可以选择合适的PCIE的速率以及端口的×1或×16之间的模式来满足自己的需求。目前来看，PCIe可以提供非常有保证的数据流量传输来针对各种不同的应用。

13.当时钟频率太高时是否会使PCIe工作失常？

因为在PCIe中我们使用了8B，10B的串并转换技术，所以用户在设计的时候并不需要对PCIe提供一个额外的高的时钟。以TUNDRA的TSI384和TSI381为例，只需要一个外部的100兆的参考时钟提供给芯片。而这个100兆的时钟通常只要满足应用手册中要求的频率范围和其他的各项参数即可。所以，对用户来讲，使用合适产品来设计自己的应用基本上是非常简单的，不会有太复杂的问题。

14.我有一个带Controller的PCI卡，它与主板连接，但是目前主板不支持hot-plug，能否采用PCIe桥设计一个可以支持hot-plug卡，是否需要获取该Controller的支持？

hot-plug需要板卡和主板同时支持。这位朋友目前的问题是板卡支持热插拔，而主板本身并不支持。从主板的角度来看，如果使用一个新的支持热插拔的板卡，主板还是不能提供对热插拔的支持。因此建议在主板的方面做些额外的工作，使主板本身能够支持热插拔的板卡。

15.上行路径和下行路径的区别是不是相似于与ADSL的不对称传输协议？

两者还是有一定的区别。在PCIe的标准中，对于上行和下行方向的定义物理层可以达到的速率是完全一致的。上行数据路径的概念和下行数据路径的概念，通过分析在大多数PCIe数据的应用中，上行数据路径是指占了整个系统流量95%以上处理的类型，而下行数据路径指占整个系统流量大约5%的数据流量。

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