高速串行接口特征与应用

图2

2.2PCI桥接器特征与应用

外围设备互连(PCI)桥接器提供了任意两条PCI总线之间或PCI元件与一个或多个DSP器件之间提供高性能连接通路。

*设计思想

外设组件接口(PCI)是一种用于连接微处理器及其附加器件的互连系统，其中为了实现高速操作，扩展槽被紧密放置。一个PCI至PCI桥是两条PCI总线之间的高性能连接通道，允许在两条PCI总线上并行处理桥接事务。当两个总线通行线路通过桥接器连接并独立运作时，猝发模式(Burstmode)可以支持最大的数据传输量。在未来的系统中，许多PCI总线结构将被新的连续的PCI Express体系结构代替。引正在积极开发一系列的PCI Express产品组合以占领这个新的市场。

*主要特点：两条32位、33或66MHz总线；可针对PCI电源管理接口规范进行配置；

CompactPCI热交换(hot-swap)功能；3.3V核心逻辑，具有与3.3V至5V PCI信号的兼容性；

InteI桥接兼容性；透明桥接(Transparent bridging)

3、高速串行总线PCI Express与桥接器

3.1高速串行总线PCI Express特征

*设计思想

PCI Express是一种近年来发布的总线结构，其初始速度达2．5Gb／s。它在每个PCIExpress通道单方向上提供的标称带宽大约为250MBls。考虑到附加信息的带宽占用，大约其中的200MB／s由设备用来传输数据。这一速率是大多数典型的PCI设备的两倍至四倍。因为使用PCIExpress可以将同样水平的带宽分配至每一个设备，而不是像PCI那样在所有的设备间共享带宽，所以PCI Express设备可以比它们相应的PCI达到更高的性能水平。对于测量应用，这就意味着更高的采样速率和数据吞吐速率。

PCI Express具有了继PCI之后最优的特性及理念。而PCI Express所引入的强健、可升级、灵活、经济高效的输入／输出互联将在下一个10-15年内提供服务。图3为PCI Express的拓扑示意图。

图3

PCIExpress技术指标也提供了热交换和热插拔功能。因为热插拨特性需要依赖特定的操作系统特性，所以可能初始时不能使用。此外，PCIExpress设备提供各种不同的格式，尤其是SIOM和ExpressCard，极大地提高了在服务器和笔记本上添加高性能外设的能力。

*主要特点：PCI Express的架构是业界标准的高性能、多用途串行输入输出互联，设计用于企业设施、桌上型电脑、移动通信以及嵌入式平台；通过使用已制定的PCI软件编程模块，PCI Express可实现与PCI的兼容。PCI Express~推动了硬件更新的顺利过渡，支持软件的发展和升级，提升了PCI Express的特性优势；Gen I在其最初的2.5GHz信号传输速率时就拥有了16G比特／秒的可升级带宽。而将来，GenII将采用更高频率的信号传输技术，实现更高的传输速率；通过1、2、4、8、1 2、16及32通道(1ane)的配置集合匹配应用所需的带宽，从而支持多个互联宽度；服务于新型及革新的、热插入／热交换扩展卡及模块化器件；提供了独特的高级特性，例如电源管理、服务质量以及其它PCI-E本身独有而其他的输入输出架构所不具有的功能。

*PCI Express器件分类为：根联合体(RootComplex)器件，开关，PCI／PC-X，桥接器，旧式的端点器件与端点器件。

3.2使用PCI EXpreSSM系列的高速模拟和数字I／0

如新型NI PCIe-6251和NIPCIe-6259是最先出现的PCI Express多功能数据采集设备。它们提供高达32个16位精度，1.25MS／s模拟输入通道，另外有32个10MHz数字I／O通道和4个16位，2.8MS／s模拟输出。当您通过一个x1 PCI Express连接器与PC互传数据时，所有这些I／O可以同时运行。即高速模拟和数字I／O和通过PCI EXpress每个设备获得专用带宽及向后兼容针对同类PCI设备设计的软件。

3.3 PCIExpress桥接芯片

如TI的X102000A是新型PCI Express桥接芯片，其设计用于老式PCI至PCI Express接口的无缝移植。该器件将x1 PCI Express总线桥接至32位、33／66MHz PCI总线(见图4所示)，最多可支持多达6个下行流(downstream)PCI器件。

图4

X102000A完全支持PCI Express 2．5Gbps的数据率。其架构支持PCI 2．3接口。该芯片的设计使得个人电脑及输入／输出扩展卡厂商一方面开始着手向优秀的PCI Express技术转变，另一方面仍保有与现存PCI系统软件及固件的兼容性。

*X102000A主要特征与优势

兼容PCI ExpressPCI／PCI-X桥接标准rev 1.0与兼容PCI Express基本标准1.0a及兼容PCI本地总线标准rev 2.3；采用100MHz差分PCI Express通用基准时钟或125MHz单端基准时钟；完全的PCI体地总线66MHz／32位吞吐能力；Wake／Beacon(唤醒／信标)事件支持强健的架构，使延迟最小化。而其优势为内置自适应接收机均衡,由于改善的抖动容忍度，因此X102000允许可靠的增加PCB线迹{trace)，或增加缆线长度；7个缓冲的PCI时钟输出(33MHz或66MHz),降低了外部组件数量、成本，并获得了额外的板载空间；32位二级PCI总线，具有33MHz或66MHz时钟选项，允许客户自定义，以满足高性能或低功耗应用的需要；具有经验证的，与各类PCI Express芯片集及PCI扩展卡的兼容性,与主流的根联合体(rootcomplex)器件以及众多的PCI扩展卡一起经受了严格的现场测试；紧凑的引脚分布，允许在其有限的板载空间内配置Expresscard及mini-PCI卡；高级电源管理特性，软件可编程及硬件自身享有的电源管理特性，可用于诸如Expresscard等低功耗应用。

*应用领域；XI02000A可满足多个不同市场段的需求，包括了桌上型电脑、移动PC、服务器、存储、PC扩展卡及嵌入式系统。

3.4 x1 PCIExpress至1394aOHCI桥接器特征与应用

以TI的X102200A为例。主要特点：x1 PCI Express主接口与支持两个1394a端口完全兼容1394开放式主机控制器接口规范revl.1；Expresscard设计支持两个1394a端口；内部专用的PCI总线，工作于32位、66MHz。图5为x1 PCIExpress至1394aOHCI桥接器示意图。