pci-express總線及設(shè)備介紹(文件)
【正文】 PCIExpress接口是基于現(xiàn)有 PCI結(jié)構(gòu)的主板旁加一個(gè) PCI接口一半長(zhǎng)的子接口；更高連接帶寬，如在一個(gè)物理卡中可以支持到最多 16條連接，將用新的連接器替代旁邊的 PCI或者 AGP連接器。事實(shí)上，在 PCIExpress平臺(tái)中所有操作系統(tǒng)在引導(dǎo)時(shí)都不需要進(jìn)行任何編輯，也就是說(shuō)在軟件方面完全可以實(shí)現(xiàn)從 PCI總線平穩(wěn)過(guò)渡。傳輸信息在數(shù)據(jù)包包頭，它包括 3位代碼，可以描述 8個(gè)不同的傳輸信道。 ? 講到數(shù)據(jù)處理，再來(lái)講一下 PCI Express總線接口中新的結(jié)構(gòu)，那就是虛擬通道（ Virtual lan）。 ? 下圖顯示了數(shù)據(jù)包在兩個(gè)設(shè)備中傳輸?shù)膶?shí)際流程，高層數(shù)據(jù)包信息被壓縮在低層封裝包中，應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)最終在數(shù)據(jù)包的核心位置。 ? 不同地址空間的傳輸類型 地址空間 處理類型 基本用途 內(nèi)存 讀 /寫 處理來(lái)自或發(fā)送到內(nèi)存中的數(shù)據(jù) I/O 讀 /寫 處理來(lái)自或發(fā)送到I/O節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù) 配置 讀 /寫 設(shè)備配置或者設(shè)置 信息 基線 /供應(yīng)商定義 /先進(jìn)交換 處理從事件信號(hào)機(jī)制到通用目信息的所有信息 ? PCI Express使用數(shù)據(jù)包和層協(xié)議結(jié)構(gòu)，而不需任何邊帶及旁路主流串行連接信號(hào)。 傳的方法稱之為“信息信號(hào)中斷”（ Message Signaled Interrupt， MSI）。 ? 在 PCI Express總線技術(shù)中，數(shù)據(jù)包類型主要有兩種，那就是由處理層發(fā)起的“處理層數(shù)據(jù)包”（ Transaction Layer Packet， TLP）和“數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)包”（ Data Link Layer Packet，DLLP）。所有請(qǐng)求都是分離執(zhí)行，有些請(qǐng)示包將需要一個(gè)響應(yīng)包。排隊(duì)了所有數(shù)據(jù)的重試，使得信道帶寬浪費(fèi)現(xiàn)象得到有效地約束。MSI在多處理器系統(tǒng)中任何設(shè)備都可以發(fā)送中斷，比起主機(jī)直接發(fā)送中斷更加有效，所以現(xiàn)在許多多處理器系統(tǒng)和 I/O架構(gòu)都對(duì) MSI中斷技術(shù)提供支持。 INTx中斷方式可以用信號(hào)方式中斷主機(jī)芯片請(qǐng)求，它可以與現(xiàn)行的 PCI總線的驅(qū)動(dòng)程序和操作系統(tǒng)兼容。有些工業(yè)分析家建議在第一代用于替代 AGP總線的 PCI Express圖形總線應(yīng)該采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，來(lái)取代原有的 16信道同步連接計(jì)劃，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為從圖形卡向系統(tǒng)內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)會(huì)更少些。在圖的右邊顯示的是多信道情況下 PCI Express總線數(shù)據(jù)流的傳輸情況。 ? PCI Express鏈接可以配置為 x x x xx1 x16和 x32信道帶寬， x1帶寬的鏈接包含 4條線， x16帶寬信道每個(gè)方向就有 16個(gè)不同的信號(hào)對(duì)，或者 64根信號(hào)芯線用于雙向數(shù)據(jù)傳輸；終極的 x32帶寬信道每個(gè)方向可以提供 10GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是在采用 8位 /10位編碼方式的情況下，實(shí)際速率只可達(dá) 8GB/s，留有 20%富余。微分信號(hào)受兩個(gè)不同方向的電壓驅(qū)動(dòng)，初始 PCI Express的鏈接信號(hào)發(fā)送速率為單線每個(gè)方向 ，預(yù)計(jì)到 2022年可達(dá)到 5GB/s的信號(hào)傳輸速率，使用先進(jìn)的硅技術(shù)把數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 10GHz（達(dá)到銅線傳輸?shù)睦碚撋献畲笾担? 1. 物理層（ Physical Layer） ? 物理層是最低層，它負(fù)責(zé)接口或者設(shè)備之間的鏈接，是物理接口之間的連接，可對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中 OSI七層模式中的物理層來(lái)理解。圖中的“ S/W”和“ Config/OS”均屬于軟件層。同時(shí)由 IBM創(chuàng)導(dǎo)的 PCIX接口標(biāo)準(zhǔn)在 PCI Express標(biāo)準(zhǔn)中也得到了兼容，但要注意的是它不兼容目前的 AGP接口。 ? 12. 使用小型連接，節(jié)約空間，減少串?dāng)n PCI Express技術(shù)不需要像 PCI總線那樣在主板上布大量的數(shù)據(jù)線（ PCI使用 32或 64條平行線傳輸數(shù)據(jù)），與 PCI相比， PCI Express總線的導(dǎo)線數(shù)量減少了將近 75%（ PCI Express總線也會(huì)有好幾種版本的），速度會(huì)加快而且數(shù)據(jù)不需要同步。 ? 9. 每個(gè)物理鏈接含有多點(diǎn)虛擬通道 類似于 InfiniBand， PCI Express總線技術(shù)在每一個(gè)物理通道中也支持多點(diǎn)虛擬通道，理論上來(lái)講每一個(gè)單物理通道中可以允許有 8條虛擬通道通道進(jìn)行獨(dú)立通信控制，而且每個(gè)通信的數(shù)據(jù)包都定義不同的 QoS。當(dāng)然實(shí)際上在單通道PCI Express總線接口插槽中并不是 4針引腳，而是 18針，這其余的 14針都是通過(guò) 4根芯線想互組合得到的。在傳輸速度上， 本的 PCI Express將從每個(gè)信道單方向，而它在物理層上提供的 1～ 32速可選信道帶寬特性更使其可以輕松實(shí)現(xiàn)近乎 無(wú)限 的擴(kuò)展傳輸能力。 ? “ Inside the box” I/O 的3GIO 和“
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