pci-express總線及設備介紹(編輯修改稿)
2025-08-31 18:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 I Express總線技術在每一個物理通道中也支持多點虛擬通道，理論上來講每一個單物理通道中可以允許有 8條虛擬通道通道進行獨立通信控制，而且每個通信的數(shù)據(jù)包都定義不同的 QoS。正因如此，它與外設之間的連接就可以得到非常的數(shù)據(jù)傳輸速率。 ? 10. 可保持端對端和鏈接級數(shù)據(jù)完整性 這是得益于 PCI Express總線的分層架構(gòu)，具體將在下篇介紹。 ? 11. 具有錯誤處理和先進的錯誤報告功能 這也是得益于 PCI Express總線的分層架構(gòu)，它具有軟件層，軟件層的主要功能就是進行錯誤處理和提供錯誤報告。 ? 12. 使用小型連接，節(jié)約空間，減少串攏 PCI Express技術不需要像 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總線的導線數(shù)量減少了將近 75%（ PCI Express總線也會有好幾種版本的），速度會加快而且數(shù)據(jù)不需要同步。同時因為主板上走線少了，從而可以使通過增加走線數(shù)量提升總線寬度的方法就更容易實現(xiàn)，同時各走線之間的間隔就可以更寬，減少了相互之間的串擾。 ? 13. 在軟件層保持與 PCI兼容 跨平臺兼容是 PCI Express總線非常重要的一個特點。目前被廣泛采用的 PCI 在這一新標準提供的低帶寬模式下運行，不會出現(xiàn)類似 PCI插卡無法在 ISA或者 VLB插槽上使用的問題，從而為廣大用戶提供了一個平滑的升級平臺。同時由 IBM創(chuàng)導的 PCIX接口標準在 PCI Express標準中也得到了兼容，但要注意的是它不兼容目前的 AGP接口。 Express的體系結(jié)構(gòu) ? PCI Express體系結(jié)構(gòu)采用分層設計，就像網(wǎng)絡通信中的七層 OSI結(jié)構(gòu)一樣，這樣利于跨平臺的應用。 PCIExpress體系結(jié)構(gòu)上圖所示。它共分為四層，從下到上分別為：物理層（ Physical Layer）、數(shù)據(jù)鏈路層（ Link Layer）、處理層（ Transaction Layer）和軟件層（ Software Layer）。圖中的“ S/W”和“ Config/OS”均屬于軟件層。 PCI Express的體系結(jié)構(gòu)兼容于 PCI地址結(jié)構(gòu)模式，使得所有已有應用和驅(qū)動程序均不需作任何修改即可應用到新總線系統(tǒng)中。PCIExpress配置使用標準的 PCI即插即用規(guī)格標準。下面對以上各層分別進行具體介紹。 1. 物理層（ Physical Layer） ? 物理層是最低層，它負責接口或者設備之間的鏈接，是物理接口之間的連接，可對應于網(wǎng)絡中 OSI七層模式中的物理層來理解。 ? 物理層決定了 PCI Express總線接口的物理特性，如點對點串行連接、微差分信號驅(qū)動、熱撥插、可配置帶寬等。初始的單一串行 PCI Express鏈接包含兩個低電壓微分驅(qū)動信號對（ 4線的接收和發(fā)送對）的雙向連接，即“發(fā)送”和“接受”信號。數(shù)據(jù)時鐘使用 8/10b解碼方式來達到相當高的數(shù)據(jù)速率（這一技術同時也在其它串行總線技術中，如 InfiniBand和 RapidIO），時鐘信息直接被編碼成數(shù)據(jù)流，比起分離信號時鐘更好。微分信號受兩個不同方向的電壓驅(qū)動，初始 PCI Express的鏈接信號發(fā)送速率為單線每個方向 ，預計到 2022年可達到 5GB/s的信號傳輸速率，使用先進的硅技術把數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 10GHz（達到銅線傳輸?shù)睦碚撋献畲笾担ｋp向連接允許數(shù)據(jù)在兩個方向上同時傳輸，類似于全雙工連接，如電話系統(tǒng)，但是在雙向傳輸中，各自都有自己的地線，而不像雙工傳輸那樣采用公共地線，在雙向連接中可得到高速、更好質(zhì)量的傳輸信號。單線雙向信號線及傳輸流程如下圖所示。 在圖中的兩個紅色箭頭代表兩個不同的方向（發(fā)送和接收）的數(shù)據(jù)包，從圖中可以看出，單線數(shù)據(jù)傳輸每個方向只需 2要芯線，即一根數(shù)據(jù)傳輸線，一根為地線。 ? 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帶寬信道每個方向就有 16個不同的信號對，或者 64根信號芯線用于雙向數(shù)據(jù)傳輸；終極的 x32帶寬信道每個方向可以提供 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，實際速率只可達 8GB/s，留有 20%富余。PCI Express體系結(jié)構(gòu)可以通過速度的提高和先進的編碼技術來升級，但這些速度的提高、編碼的改進和媒介的改變均只影響物理層，所以對于整個 PCI Express架構(gòu)來說升級是非常方便的。 ? 上圖所示的是 PCI Express總線數(shù)據(jù)流傳輸示意圖。圖
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