pciexpress体系结构

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1、PCIExpress体系结构PCIExpressl/O互连技术是一种新兴的用于芯片问和板问互连的、高性能、点到点、基r报文交换的新型l/o互连技术，它作为新一代的I/O体系结构和互连技术，主要具宥如下技术特点：(1)采用基于报文交换的点对点高速串行传输技术，以及基于交换的拓扑结构替代传统的共享总线结构，提供高带宽、可扩展的1/0互连。单向数据传输速率可达到2.5Gb/S,峰值带宽可达到I0Gb/s。(2)支持多重市场以及新兴应用:统一式I/O架构，支持台式机、移动设备、服务器、通信平台、工作站以及嵌入型设备。(3)

2、兼容PCI的软件模式：不需要任何修改就能引导现有的操作系统，具有与PCI兼容的配置与设备驱动程序接口，降低了幵发成本。(4)支持多平台连接类型：芯片对芯片，板对板等。(5)支持多种先进功能：流控机制、电源管理、RAS技术、支持热插拔、服务质量、可扩展性等。图1PCI系统拓扑结构传统的PCI系统如图1所示，采用多个设备共享一个数据传送通路共享总线方式，使用集中式仲裁式结构，一个设备必须先从“屮心仲裁器”进入共享PCI总线，而石才可以通过PCI总线将数据传输给A标设备，并且在任何时问只能实现单向传输。因此，一旦总线上挂

3、接的设备增多，则每台设备的实际带宽就会卜*降，所以不能冇效的满足对N部与外部带宽和性能都要求很高的应用。PCIExpress系统拓扑结构PCIExpress系统则采用点对点连接方式连接所有设备，各设备在同一系统内能够以不M的频率运行，每一个没备分配独立通道，以满足不M设备的通信需耍，从ifu解决了pci所面临的瓶颈W题，减少了硬件冲突。通常，一个典型的PCIExpress系统(如图2所示)主要由以下几部分组成：(1)RootComplex,集成在北桥芯片的rootcomplex用于处理器和内存子系统与I/O设备之间

4、的连接；(2)交换器(Switch),它取代了传统架构中的I/O桥接器，用来为I/O总线提供输出端，支持在不同终端设备间进行对等通信；(3)PCI桥接器(PCIbridge),用来与传统PCI设备连接；(4)终端设备(endpoint)。其拓扑结构包括一个主桥和若干个终端，交换技术代替了原来的多节点复用总线技术，在不同的终端之间提供对等的连接方式，将各个终端的数据分开传输，最终进入主芯片。从图屮我们可以看到，传统的PCI架构屮，用于显卡的接口为AGP,而新的PCIExpress架构屮以PCIExpress取代了，传

5、统PCI架构I/O桥接器屮的PCI/PCI戏桥接器在PCIExpress架构中全部被交换器取代，并且增加了一些PCIExpress总线接口用于与终端设备连接。同吋，为了保持与现冇PCI兼容，在PCIExpress架构屮仍保留丫PCI接口。CPU1显示设务—Rootcomplex内存终端没备设备switchPCI桥图2PCIExpress系统拓扑结构根据应用领域不同，对将PCIExpress系统分为桌面平台、服务器平台、移动平台、通信平台等几种，其体系结构也不完全~样。如图3所示的是桌面平台使用PCIExpress总

6、线的系统架构，而图4所示的是服务器和工作站屮使用PCIExpress总线的系统架构。除此之外，在网络中同样可以使用PCIExpress总线技术进行通信，结构图如图5所示。从图3、4屮的两个应用架构比较可以看出，PCIExpress总线技术在服务港和工作站中的应用更为彻底，在服务器/工作站中除了内存子系统与芯片组之问的通信外，其它都是采用PCIExpress总线来与芯片连接，而在桌而平台屮在目前来说还主要是取代显卡中的AGP总线和其它PCI板卡，如网卡，至于硬盘和外设接口仍是釆用相应的总线接口直接与芯片组连接。PCI

7、锸备终设从图5屮可以看出PCIExpress总线在网络屮的应用也是非常彻底的，除了内存子系统外，儿乎所有的外设及内置板卡都是直接或者问接通过PCIExpress总线与芯片组连接。CPU思小没备硬盘诚如loft口IPCI千兆以人M扩放Idkxprect图3基于桌面平台的PCIExpress系统千兆以人M千兆以人MInfiniBand■■KTPCkX图4基于服务器平台的PCIExpress系统CPUCPU參垂11•«11•CPUCPU丁1II1」芯片组图5基于通信平台的PCIExpress系统内存