PCI Express 在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

注1. 并行總線通常包含地址/數(shù)據(jù)信號(hào)和一些邊帶信號(hào)。邊帶信號(hào)用來表示總線上數(shù)據(jù)的方向和事務(wù)處理的類型，還能用于表示中斷或總線主控請求。

　　注2. 一個(gè)典型的PCI Express連接使用兩個(gè)LVDS（低電壓差分信號(hào)）對(duì)，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中沒有邊帶信號(hào)，見圖3。[3]

圖3 典型的PCI Express連接

圖4 PCI Express在嵌入式控制系統(tǒng)的應(yīng)用

　　注3. PCI Express信道能聚集以增加總帶寬，可用的帶寬直接與通道的數(shù)目成比例。其有效組合為×1，×2，×4，×8，×12，×16，×32，通道數(shù)加倍帶寬也加倍。如一個(gè)10Gbps的以太網(wǎng)控制器可以使用4條PCI Express來與控制器的帶寬相匹配。

　　由于PCI Express的突出特性，決定了它可以用于很多領(lǐng)域，諸如服務(wù)器、成像系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、工業(yè)控制等，影響比較大的可能還是嵌入式系統(tǒng)，圖4給出了其應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。可以看出，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中本地端設(shè)備通過PCI Express橋連接在一起，不再是通過PCI橋連接。依賴開關(guān)技術(shù)，本地端設(shè)備就可以“無限”的扇出，且傳輸速率不會(huì)下降，而傳統(tǒng)的依靠PCI橋連接的設(shè)備由于多點(diǎn)復(fù)用總線技術(shù)的限制，每一路本地端設(shè)備的傳輸速率會(huì)下降。在嵌入式應(yīng)用方面，另外一個(gè)比較讓人關(guān)注的應(yīng)該是Express Card，這種具有USB2.0接口的小型卡，其硬件成本低，功能性好，將會(huì)取代笨重的PC卡和發(fā)揮Compact Flash的優(yōu)點(diǎn)。但是這種卡進(jìn)入嵌入式市場的速度不會(huì)很快，因?yàn)镻CI Express將涉及硬件支持形式和特點(diǎn)的重大改變，對(duì)現(xiàn)有板卡的板形標(biāo)準(zhǔn)仍待制定[4]。

　　由于PCI Express技術(shù)卓越的特性，很多公司都投入了大量的精力來促進(jìn)該技術(shù)的推廣。在2003年秋天的Intel開發(fā)論壇上，PLX第一個(gè)演示了基于PCI Express的ATCA（Advanced Telecom Computing Architecture）系統(tǒng)。各芯片組廠商也忙于開發(fā)支持PCI Express的芯片。

　　Mellanox技術(shù)公司已經(jīng)公布了相關(guān)的芯片產(chǎn)品。

　　Intel的i915P Grantsdale和i925×Alderwood芯片組將包括用于圖形的×16連接，并支持333/400MHz的DDR和400/533MHz的DDR2。Intel的南橋芯片ICH6將有4條PCI Express×1連接和4個(gè)串行ATA150端口。ICH6的俗稱是Azalia，可以為PC提供192KHz，32位的多通道音頻支持。

　　威盛的北橋芯片保留了傳統(tǒng)的AGP支持，其新的VT8251南橋芯片還將包括兩個(gè)×1PCI Express連接，4個(gè)串行ATA端口，Gb級(jí)以太網(wǎng)和8通道192KHz，24位音頻支持。

　　SiS的第一代PCI Express南橋芯片SiS965L將包括兩個(gè)×1連接，8通道音頻，兩個(gè)串行ATA端口和Gb級(jí)以太網(wǎng)支持。該公司已經(jīng)量產(chǎn)SiS965和9652南橋芯片。

　　VIA和Ali也計(jì)劃今年第3季度量產(chǎn)PCI Express南橋芯片VT8251和M1573。

　　PCI Express的卓越特性及Intel公司的大力推廣，使得PCI Express技術(shù)已經(jīng)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，相信以后它必將取代現(xiàn)在的PCI總線并成為新的主流的內(nèi)部互聯(lián)總線并在嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域中大顯身手。