發布日期：2022-07-14 點擊率：60
A1:基本上,PCIe技術在設計的時候其標準由PCISIG這一組織來制定標準的,而這個組織在制定標準的時候已經考慮到了從服務器到PC端,到工業領域的所有需求。所以今天我們可以說PCIe技術在服務器PC或者工業領域都可以提供非常好的性能。
Q2:PC Iexpress最新的標準版本是哪一個？
A2:目前PCISIG發布的PCIe最新的標準版本是2.0,它可以支持5G的速率,但是市場上我們現在看到PCIe2.0的產品相對來講比較少,看到的大多是PCIe1.0,的產品。
Q3:目前express的應用范圍如何？傳輸速率最高可達到多少？
A3:基本上,我們前面提到過PCIe在桌面的臺式PC、服務器的存儲等相關的計算領域、通訊行業、基站、各種大型的通訊設備以及工業PC領域都得到了廣泛應用。目前,傳輸速率在PCIe1.0的標準中,單個lane速率可以達到。用戶可以選擇最高×16模式來達到16×的速率。在PCIe2.0中,單項速率可以達到5G,同時lane的模式可以擴展到×32的模式,也就是說用戶可以達到的最高速率是5G×32的速率。
Q4:在測量PCIe信號時,fail有哪些因素會影響？
A4:在對PCIE的系統進行測量的時候,因為PCIE是一個基于串行傳輸的系統,所以影響到他性能或者信號完整性的主要方面是:第一,客戶在進行PCD布線的時候,阻抗設計的水準如何；第二,客戶選用接插件的質量,或者說接插件對信號完整性的貢獻如何。只要客戶在進行PCD設計時,信號完整性的質量得到了很大的保證,基本上PCIe的系統性能可以達到客戶預期的水準。
Q5:PCIe對總線的要求是不是很高？
A5:PCIe由于使用了串行的交換技術,因此就我個人而言,它相對于之前的PCI-X和PCI來說其設計難度不是很高,我們的設計者在開發時需要注意的主要問題是在進行PCB布線時對信號完整性的分析和保證。如果通過仿真工具在PCI的布線時得到一個較好的信號完整性,那么對于PCI的整個系統設計來講沒有額外的要求。
Q6:目前對hot-plug的支持如何？在設計測試板卡的方案時發現會造成2003藍屏或者識別不到設備,不知道是哪個環節出了問題？
A6:PCIe的熱插拔功能沒有使用邊帶性,而是使用帶內信號將熱插拔的中斷信息傳送給我們稱之為的根復合體,引發熱插拔軟件對熱插拔事件進行檢測,所以這個問題要看一下對熱插拔事件和中斷的處理的問題。
Q7:使用橋片將PCI設備連接到PCI express上面后,驅動程序是否需要重新開發？
A7:PCIe可以將它視作PCI及PCI-X的后續標準。在PCI Express的標準中繼承了PCI及PCI-X的基本操作類型,目前我們看到的將PCI-X或PCI的設備通過橋接芯片接入到主機當中時,PCI或者是PCI設備的驅動程序不需要重新開發。這也方便了廣大的設計者將已有的驅動程序應用在新的系統中。
Q8:我有一個帶Controller的PCI卡,它與主板連接,但是目前主板不支持hot-plug,能否采用PCIe橋設計一個可以支持hot-plug卡,是否需要獲取該Controller的支持？
A8: hot-plug需要板卡和主板同時支持。這位朋友目前的問題是板卡支持熱插拔,而主板本身并不支持。從主板的角度來看,如果使用一個新的支持熱插拔的板卡,主板還是不能提供對熱插拔的支持。因此建議在主板的方面做些額外的工作,使主板本身能夠支持熱插拔的板卡。
Q9:上行路徑和下行路徑的區別是不是相似于與ADSL的不對稱傳輸協議？
A9:兩者還是有一定的區別。在PCIe的標準中,對于上行和下行方向的定義物理層可以達到的速率是完全一致的。上行數據路徑的概念和下行數據路徑的概念,主要是TUNDRA通過分析在大多數PCIe數據的應用中,上行數據路徑是指占了整個系統流量95%以上處理的類型,而下行數據路徑指占整個系統流量大約5%的數據流量。TUNDRA的產品在設計時針對這95%和5%進行了區別對待。對占系統總流量95%的數據流量做了特別優化,使用了特別的緩存機制。而針對其余5%的系統流量使用了通用處理的過程。這樣就極大的提高了整個系統的性能,這也是TUNDRA一貫以來在產品中所提供的一個優點,也就是高的性能和低的功耗。
Q10:如何提高PCIe的連接速度？
A10: 首先要視用戶的需求,是選擇PCIe1.0或PCIe2.0的標準而定。在PCIe1.0的標準中,每一對lane的速率是,而在PCIe2.0中每一對lane的速率提高到了5G的水準。其次,在選定了PCIe標準的情況下,如果想獲得更高的傳輸速率,可以通過選擇更多的lane的對數來選擇,也就是×1、×2、×4、×8、×16或者×32的模式,這樣的話,整個系統的帶寬就可以得到成倍的提高。目前來看,PCIe提供的最大的傳輸性能已經可以滿足絕大多數應用的需求。最終是要根據用戶的需求來選擇一個合適的速率、合適的產品。
Q11:PCI express×8與×4兼容嗎？
A11:在PCI express中我們定義了從×1一直到×16的模式,在PCI express2.0中增加了×32的模式。在×1、×2、×4、×8一直到×16甚至×32的各種模式下,可以從更高的帶寬模式,比如從×8的模式下,它定義了自協商的機制,或者說我們可以將×8的端口分為兩個×4的端口,或者4個×2的端口。它的物理層都是通用的,不需要進行額外的工作。
Q12:Rack IO同樣是高速串行的傳輸方案,而且傳輸速率比express還要高,那么能否用前者代替后者？否則,兩者的主要區別在哪里？
A12:Rack IO和PCI express都是兩種高速的、串行的用于互聯的技術。談到兩種技術那種技術可以取代那種技術,我們很難表達這樣的情況,只能說根據大家的具體應用情況不同而使用。如果您原來是基于PCI和PCIx這一系統來開發的,可能會非常容易的選擇PCIe這種技術,這樣可以很好的保存原來開發的成果；如果您是開發語音或者視頻這樣的需要大量的DSP的產品,可能更容易選擇Rack IO這一技術。因為Rack IO 是基于芯片與芯片之間高速互聯的技術。兩種技術的主要區別在于:第一是協議本身的區別；第二,主要是大家所選用的一些芯片。首先您選用的其他家的芯片要支持Rack IO的接口或者要支持PCIE的接口,具體的這些區別可能就是說在它所支持的lane的速率上有一些不一樣。
Q13:在,1.1和2.0之間有什么異同？
A13:目前我們看到從PCIe大的版本上分為1.0標準和2.0版本。而1.0和2.0之間主要的區別是他改變了物理層的單對lane上的傳輸速率。在1.0中單對lane的傳輸速率的,但在2.0的標準中,我們提高到了單對lane傳輸速率為5G.。同時在2.0的標準中增加了對lane的寬度的支持,增加了×32的模式的支持。其次,在1.0和1.1的標準當中,我們看到的只是一些非常小的改動。而且需要強調的是在整個標準版本的演進過程中,我們所有的版本都是互相兼容的。也就是說我們的產品支持的是1.1或者是2.0的標準的話,那意味著所有1.0版本所具有的功能已經在1.1和2.0的標準中實現了。當用戶使用只支持1.0標準的產品和支持1.1或2.0標準的產品進行互通時,所有兼容性的問題都可以得到保證,不會產生額外的問題。
Q14:PCIe卡在工控領域的抗干擾能力以及對周圍設備的干擾特性如何？
A14:基本上,我們比較PCIe的標準和過去的PCI和PCI-X的標準時,我們會看到,PCI-X和PCI是基于總線共享式的信號傳輸,而PCIe是基于串行的包的傳輸。對抗干擾能力及它干擾別人的特性方面我們主要是關注在物理層信號傳輸的方式。就PCI或PCI/X來講,因為它本身沒有使用差分線的傳輸,所以它的受干擾特性和干擾別人的特性都需要在設計時進行額外的傳輸,額外的注意。而在PCI express當中,因為物理層的傳輸使用了低電壓的差分隊的技術,所以它的抗干擾特性和對外輻射干擾的情況相對于PCI和PCI/X來講都得到了很大的提升。基本上,只要擁有在PCI和PCI-X方面設計對EMI進行控制的經驗的話,我想這項工作在進行PCIe板卡的設計時會變得更加的容易。
Q15:PCI橋是否能接多種外接設備？
A15:在PCI和PCI/X的標準當中,根據我們具體的速率應用情況可以在同一條總線上連接1-4個設備。但是在PCI express當中,因為它使用的技術主要是點對點的傳輸,所以當如果需要連接多個外部設備的時候,我們就需要使用到PCI express的交換芯片,每一個PCI express的端口只能連接一個外部設備。
Q16:PCIe產品在PCB設計時,有關SI和PI方面有什么需要注意的？
A16:在PCIe的設計方面,我們在進行SI和PI的設計時,因為它使用的是低電壓的差分隊的傳輸技術,所以最重要的是我們要對PCB板布線的阻抗進行精確的控制。在這里我們推薦大家在做PCIe設計時,使用TUNDRA提供的各種IC的模型,在我們的EDA當中進行前期及后期的仿真。同時對阻抗的控制需要PCB的生產廠家用戶,也就是說用戶在制作PCB板時需要和PCB板的加工廠家進行比較好的溝通,來對板上的走線以及使用的連接器進行一個精確的阻抗控制。其他方面沒有更多需要注意的。
Q17:PCIe相比于PCI在工控領域應用領域應用的具體優勢？
A17:基本上,我們看到在對比PCIe和PCI-X以及PCI時,一個方面是PCIe在傳輸速率方面得到了很大的提升。其次在進行系統的設計時,因為PCI和PCI-X使用的是定型的總線共享式的技術,而PCIe使用的是串型的包交換技術,所以我們在進行系統設計時,如果使用的是PCI或者是PCI-X,我們需要更多的走線以及引腳來傳輸我們需要的數據。而在使用PCIe時,在最簡單情況下,我們只需要4對走線就可以達到它的最低的速率的標準。所以對系統設計者來講,得到的最大的好處是:首先,系統數據傳輸的吞吐量得到了很大的提升。第二,對硬件的設計來講,它需要的引腳數得到了大幅度的減少, 對設計者來講,使設計變得更加的容易。
Q18:PCIe在高速流工作中它的電磁輻射是否比較大？
A18:因為PCIe當中使用了串行的數據包的交換方式,在物理層使用的低電壓的插分隊,低電壓的插分隊作為一個物理層的技術來講,PCIe在以太網都得到了廣泛的應用。我們使用低電壓的插分隊是因為,它首先能提供較高的速率,其次它的干擾能力和接受抗干擾能力相對于傳統的PCI或PCIx的總線方式都得到了大幅度的提升,所以我們可以講的是,盡管PCIe的傳輸速率非常高,但它在干擾或抗干擾方面的特性都是非常高的。
Q19:我是個硬件工程師,除了XI之外我是否還需要做PCIe的協議分析呢？
Q20:PCIe是現在總線技術的終結嗎？下一代的發展將往何處？
A20:我們很難說PCIe 2.0標準是一個技術的終結,因為我們看到半導體的技術總是在不斷快速向前發展的,目前在PCIe 2.0當中看到它的最高的速率是單對的lane支持5G的速率,但是通過在研究領域或者在半導體公司開發領域,已經可以看到對單對的lane的速率可以運行在6G到10G左右,同時PCIe技術本身也為它提供了很好的可擴展性,所以我們可以預期的是,目前PCIe 2.0的標準絕對不會是一個技術上的終結,我們已經看到了比它性能更高的兼容性更好的標準存在。
Q21:PCI和PCI express 的區別是什么？
A21:基本上來講,從協議的處理方面,PCI和PCI express之間是具有一定的繼承關系的,在PCI和PCI express之間最大的改進或者不同在于對物理層傳輸技術的改進,PCI及PCIx使用了共享的總線并行的傳輸方式,而在PCI express當中使用了點對點的串行的基于包交換的傳輸模式,這是兩者之間的最大的區別。
Q22:如果有多個PCI express設備在系統中應如何連接？
A22:如果說系統中存在多個PCI express的設備,首先要看在系統當中你的北橋芯片是否提供了多個PCI express的接口,如果說沒有的話,我么可以在系統中增加一個在PCI express的交換芯片,來擴展它的PCI express端口數,連接用戶所需要的多個PCI express設備。
