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PCI Express分析-系列文章2：PCIe原理分析之——PCI Express线路基础

PCI Express分析-系列文章3：PCIe原理分析之——PCI Express拓扑结构

PCI Express分析-系列文章4：PCIe原理分析之——PCI Express系统模块、PCIe体系结构

PCI Express分析-系列文章5：PCIe原理分析之——PCI Express系统模块、PCIe体系结构

1 PCIe概述

1 .1 基本简介

??PCI-Express(peripheral component interconnect express)原名为3GIO英特尔于2001年提出，旨在取代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。

??PCI-Express第三代高性能设备用于互联，如计算和通信平台应用I/O总线。第一代包括ISA、EISA、VESA和微通道（Micro Channel）第二代总线包括总线PCI、AGP和PCI-X。PCIe它可以应用于移动设备、台式电脑、工作站、服务器、嵌入式计算和通信平台I/O设备互联总线。

1.2 PCI、PCI-X和PCIe

?? PCIe作为PCI和PCI-X发展版基本上是向后兼容的，继承了第二代总线系统结构的有用特征，并取得了突破。PCIe采用了与PCI与PCI-X通信模型的使用和读写相同。PCIe支持存储器读写等常见事物IO读写、配置读写等。

?? 在向PCIe在进化过程中，PCIe最明显的变化是系统结构的变化：

??（1） PCI、PCI-X：总线系统结构多点（multi-drop）并行连接总线，多台设备共享一条总线，一条PCI多个可以挂在总线上PCI设备，这些PCI设备通过一系列信号线PCI这些信号由地址/数据信号、控制信号、仲裁信号、中断信号等组成，通过总线周期实现；

??（2） PCIe：两台设备之间的通信串行，点对点类型的连接，多个设备PCIe交换器用于设备（Switch）实现互连；基于交换器的技术用于连接大量设备，基于数据包的通信协议用于串行互连。

?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? PCIe与PCI的区别，如下表格所示

1.3 PCIe发展版本

?? PCIe版本开发经历了4次大版本更新，每次之后都会有1次小版本更新.1、2.1、3.1.小版本基本没有特殊变化，都是基于大版本的优化。

??（1）PCIe 1.0 ??2003年，PCI-SIG推出了PCIe 1.0a，每个通道的数据速率为25 MB / s，传输速率为每秒2.5 gigatransfer（GT / s）。 由于传输量包括不提供额外吞吐量的开销位，因此传输速率表示为每秒传输量，而不是每秒位数； PCIe 1.x使用8b / 10b编码方案占20% （= 2/10）的原始信道带宽。

??（2）PCIe 2.0 ??PCI-SIG2007年1月15日宣布推出PCI Express Base 2.0规范。PCIe 2.0标准将PCIe 1.0至5 GT / s每个通道的吞吐量从250增加了一倍 MB / s上升到500 MB / s。因此，32通道PCIe连接器（×32)高达166 GB / s总吞吐量。PCIe 2.0主板插槽与PCIe v1.x卡完全向后兼容。 PCIe 2.通常使用0卡PCI Express 1.1可用带宽向下兼容PCIe 1.x主板。总的来说，为v2.设计的显卡或主板将与另一个设计v1.1或v1.0a配合使用。

??（3）PCIe 3.0 ??PCI Express 3.基本规范版3.0在多个延迟之后于2010年11月提供。 2007年8月，PCI-SIG宣布PCI Express 3.以每秒8吉比特的速度（GT / s）比特率，并将与现有比特率相匹配PCI Express实现向后兼容。PCI Express3.0将编码方案从之前的8b / 10b编码升级到128b / 130b，从带宽开销PCI Express 2.20%降低到10%左右.54%（= 2/130）。该技术将已知的二进制多项式应用于反馈拓扑中的数据流，馈拓扑中的数据流。 ??（4）PCIe 4.0 ??2011年11月29日，PCI-SIG宣布PCI Express 4.0提供16Gb / s比特率，使PCI Express 3.在保持软件支持和二手机械接口向后兼容的同时，0提供的带宽翻了一番。

???表1 PCIe版本更迭

1.4 PCIe数据链路通道

??将两台设备连接在一起PCI Express互联网被称为链路。每个方向都可以有一个链路。x1、x2、x4、x8、x12、x16、x32个信号对，可称为通道，设计师根据需要实现通道。

链路	特点
PCIe链路宽度	x1	x2	x4	x8	x12	x16	x32
总带宽（GB/s）	0.5	1	2	4	6	8	16

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