关于PCIe


PCI Express提供高速、高性能、点到点、双单工、串行、差分信号链路来互连设备。

PCI Express每条链路点对点的互连,即一条链路相当于之挂一个设备的总线。


PCI Express接口的开发方法:

1.    采用可编程逻辑器件

用符合PCI Express总线规范的FPGA来做

2.    采用专用接口芯片

采用PCI Express总线专用接口芯片。

----不需要过多理解总线的详细工作原理降和接口芯片的构造,只需集中于整个硬件系统设计



PCI Express总线特点

1.    点对点连接方式

—提高传输速率

2.    串行传输方式

---使用“电压差动式信号传输”,即两条线路,一相互间的电压差作为逻辑“0”“、1”表示。每两条线路组成一个通路(lane),每个通路的理论传送速率为2.5Gbit/s,实际中可以有两个传送通路,分为上行和下行,这样PCI Express就可以工作在双工状态下,能提供更高的传输速率和质量。

3.    高速率传输-

--PCI Express分为X1、X2、X4、X8、X16和X32几种形式(X1表示1条数据通道、X2表示2条数据线,···)。PCI Express 16通道具有2.5Gb*16/8=5Gb/s带宽,但由于采用8b/10b编码,实际上有效带宽为4GB/s(扣除20%的植入时钟信号)

4.   热插拔的支持(需主板支持)

5.   良好兼容性



PCI-E设备的复位方式

总线规定了两大类复位方式:传统复位(Convertional Reset);FLR(Function-Level Reset)

传统复位有cold、warm、hot reset三种方式。

A、cold reset:PCIE上电时系统通过RESET脚进行复位,可类似理解为硬复位;

B、warm rest:类似看门狗,在系统上电运行后,通过看门狗等方式对PCIe进行复位,属于全局复位,复位后PCIe设备重新启动运行;

C、 hot reset:使用软件对PCIe设备进行复位,如系统软件对Bridge Control Register某位置1,该桥片对PCIe设备进行复位

FLR:与传统方式的区别举例,当PCIe网卡的某个功能模块“与网络部分相关”的逻辑需要复位,而传统方式(cold、warm、hot reset)不能做到局部复位,而FLR方式可以。



总线信号

1.   电源信号

PCIe提供两种电源 Vcc和Vaux,其额定电压为3.3V

其中,Vcc为主电源,主要逻辑模块的供电电源均为Vcc;而一些电源管理相关的逻辑使用和一些特殊的寄存器使用Vaux供电

使用Vaux的主要原因是为了降低功耗和缩短系统恢复时间。Vaux在多数情况下不会被移除。

2.    PERST#信号

全局复位信号,由处理器系统提供,处理器系统为PCIe插槽和PCIe设备提供该复位信号。PCIe使用该信号复位内逻辑。当该信号有效时,PCIe设备将进行复位操作。

3.    PEFCLK+和PEFCLK-信号

PCIe设备和PCIe插槽都具有PEFCLK+和PEFCLK-信号,其中PCIe插槽使用这组信号与处理器系统同步。

在一个处理系统中,通常采用专用逻辑向PCIe插槽提供PEFCLK+和PEFCLK-信号。其中100MHZ的时钟由晶体提供,并经过“一推过”的差分时钟驱动器生成多个同相位的时钟源,与PCIe插槽一一对应连接。

PCIe插槽需要使用参考时钟,其频率范围为100MHZ±300ppm。处理器系统需要为每一个PCIe插槽、MCH、ICH、和Switch提供参考时钟,并要求在一个处理器系统中,时钟驱动器产生的参考时钟到每一个PCIe插槽(MCH、ICH、和Switch)的距离差在15英寸以内。即,不同PCIe插槽间的PEFCLK+和PEFCLK-信号传送延时差约为2.5ns。

在一个处理器系统中,如果使用PCIe链路进行机箱到机箱间的互连,因为参考时钟可以异步设置,机箱到机箱之间进行数据传送时仅需要差分信号线即可,而不需要参考时钟,从而降低了连接难度。

4.   WAKE#信号

当PCIe设备进入休眠状态,主电源已经停止供电时,PCIe设备使用该向处理器系统提交唤醒请求,使处理器系统重新为该PCIe设备提供主电源Vcc。在PCIe总线中,WAKE#信号时可选的,因此使用WAKE#信号唤醒PCIe设备的机制也是可选的。产生该信号的硬件逻辑必须使用辅助电源Vaux供电。

PCIe设备处理使用WAKE#信号实现唤醒功能外,还可以使用beacon信号实现唤醒功能。与WAKE#信号实现唤醒功能不同,beacon使用in-band信号,即差分信号D+和D-实现唤醒功能。

5.   SMCLK和SMDAT信号


6.   JTAG信号

主要用于芯片内部测试

7.    PRSNT1#和PRSNT2#信号

与PCIe设备的热插拔相关。

在基于PCIe总线的add-in卡中,PRSNT1#和PRSNT2#信号直接相连;而在处理器主板中,PRSNT1#信号接地,而PRSNT2#信号通过上拉电阻接为高。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,222评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,455评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,720评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,568评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,696评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,879评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,028评论 3 409
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,773评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,220评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,550评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,697评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,360评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,002评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,782评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,010评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,433评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,587评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容