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PCIExpress性能进一步扩展芯片供应商跃跃欲试

发布时间:2020-07-21 18:48:28 阅读: 来源:剪板机厂家

本文引用地址: Express是一种第三代PCI I/O串行互连接口,每个链接的信号速率为2.5Gbps (数据速率为2Gbps)。它可以使系统设计师和设计人员设计出性能更高、体积更小且成本更低的系统,同时在软件模式方面仍然可以支持传统的PCI驱动程序。这种与PCI兼容的软件模型使基于PCI Express的系统可以无需进行任何修改,就能启动现有的基于PCI的操作系统,并支持现有PCI I/O设备驱动程序。

PCI Express架构性能扩展,可靠性和灵活性得到改善作为一种高速通信标准,PCI Express在面向PC领域并且在该领域取得了迅速普及,但在通讯和存储网络设备中将面临其它连接技术的激烈竞争。负责PCI Express架构的特别兴趣小组(PCI-SIG)去年年底宣布,PCI Express 规范将把数据传输速度提升每秒5千兆。业内人士认为,新规范扩展I/O互连架构的性能,可满足计算机和通信业应用领域更高的系统要求。据称PCI-SIG考虑了市场需求并对数据传输速度范围进行了技术分析,以便能够在现有PCI Express系列中获得最可行、性能最高、能够向下兼容的解决方案,在把数据传输速度提升至5Gbps时,主要考虑到平台实施成本、批量制造能力、系统拓扑、验证和互操作测试等因素。全新的5GT/秒的PCI Express规范,将满足带宽密集型应用的性能要求,如影院质量的图像和多媒体、企业服务器和存储器以及数千兆位联网等。电气规范将采用更先进的方法论,迎接5 Giga/秒传输速度的技术挑战, 同时保持与现有系统拓扑和硅加工程序的兼容性。PCI-SIG还把6Gbits/s和6.25Gbits/s作为可能的下一代数据率并对其进行了研究。为大幅度提高企业级服务器和工作站平台的可靠性及设计灵活性,PCI-SIG又于日前宣布,推出PCI Express ExpressModule规范。这个PCI Express规范定义了可热插拔的I/O扩展模块标准,预计符合ExpressModule规范的产品有望于2005年底面市。在PCI-SIG规范中,ExpressModule原名"服务器I/O模块"或"SIOM"。这个新规范集成了能够为许多数据中心和企业环境创造优势的特性。ExpressModule为IT专家提供标准的服务器和工作站I/O扩展模块管理接口,同时还以近似非热插拔选件的成本提供集成热插拔特性、封闭式机箱及无工具安装与拆除等功能,将可大幅度缩短系统停机时间。

半导体供应商跃跃欲试,应用领域进一步拓展尽管PCI Express的广泛推广在开始时有些延迟,但这种高速接口正顺利成为应用于半导体器件的主要串行接口之一。这一低成本高带宽接口的应用不仅体现在传统的PC、工作站以及通信领域,而且在家庭娱乐设备以及医疗设备等需要高速图像传输和处理的应用领域。在传统的通信领域,IDT公司 (Integrated Device Technology, Inc) 针对高性能计算、服务器和存储应用,宣布推出PRECISE系列PCI Express解决方案,包括 4款桥接和交换产品,该公司称目标是提供具有成本优势的PCI-Express I/O 扩展和桥接解决方案。IDT 还将提供全套的硬件和软件开发工具,包括测估板、软件驱动和图形化界面(GUI),从而实现系统的配制和优化。这些方案的价位将满足主流服务器和存储系统OEM的需求,从而降低每个Gigabyte交换的总体成本。IDT 串行交换部市场营销总监Mario Montana表示:“市场上其他 PCI Express 桥接和交换解决方案都是采用通用器件 —— 虽然它们可提供多种满足各种应用的功能,但是其中大多数对当今高性能计算和存储应用而言并不是必需的。结果导致了器件的架构繁复和价格昂贵。我们通过在过去一年中与客户的密切合作,利用我们的交换系统专业技能和软件性能,开发出了优化的解决方案,可满足服务器和存储市场的关键需求。”该公司的首批PRECISE PCI Express桥接和交换解决方案系列包括4个器件,均与PCI-X标准后向兼容。IDT提供2款3端口PCI Express 扇出交换器,包括12路 (lane)和24路(lane)器件。这些IDT PCI Express交换器可提供I/O扩展,以增强北桥器件的性能,并提供高性能的I/O连接。据介绍,PRECISE系列产品还包括一个PCI Express 到PCI-X 2.0的模式1桥接和一个PCI Express 到PCI-X 2.0 的模式2桥接。PCI Express 到PCI-X 2.0的 模式2桥接是业内首款此类产品,堪称高性能服务器应用的理想解决方案。这些器件可将高性能的 PCI Express 端口桥接到传统外设,使设计者能够在充分利用现有的个性化外设及传统端口的同时保持CPU的性能。这个过程通常被称为“前向桥接”。这些器件也有助于“后向桥接” —— 将通常采用PCI-X形式的传统北桥端口连接到新的基于PCI Express的外设。每个IDT PRECISE PCI Express桥接和交换解决方案将由一套包括若干组成部分的优化硬件/软件开发工具提供支持。其中一个硬件评估板专门用于产品演示、软件开发和初始系统性能基准测试。板的尺寸和技术规格将有助于现成元器件的连接,从而提供强大的系统仿真能力。该开发工具还分别包括基于Linux 和 Windows 的软件。客户可以反复使用这些软件降低软件开发投入和成本。此外,IDT还提供基于GUI的软件应用环境,以实现系统的配制和优化。在某些应用中,可能需要将基于PCI Express的设备与使用传统互连技术的设备相连。对于这些系统,嵌入式PCI Express解决方案可能有一定限制,而桥接解决方案则更加灵活。其中最灵活的桥接解决方案是可编程桥,既可以实现所需要的连接,同时又可以完成可能需要的任何协议转换功能。飞利浦电子公司(Philips Electronics)和赛灵思公司(Xilinx)推出的一款可编程PCI Express端点芯片解决方案,据称成本远远低于传统解决方案。赛灵思战略营销高级总监Robert Bielby介绍说,相比使用专用标准产品(ASSP),可编程 PCI Express解决方案具有更低的使用和维护成本,加快产品面市速度。同时具有经过验证的互操作性和标准兼容性,灵活的可编程特性支持多种接口,可以为开发商在不改变现有开发设施的基础上提供高达80Gbps的数据传输速率。

这一灵活的Philips-Xilinx PCI Express解决方案由Philips PX1011A PCI Express PHY 和一片采用了优化的Xilinx PCI Express LogiCORE IP 内核的Spartan-3 FPGA组成,可以用于许多大批量应用,包括附加卡、主机总线适配器、图形卡和高端服务器,采用薄型封装,支持用于空间受限制的模块化扩展平台的ExpressCard技术应用,并且完全符合 PCI Express 1.0a技术规范。该解决方案所包括的Philips公司PCI Express 物理层器件(PHY)可提供SERDES(串行化/解串行)功能和物理代码子层(PCS),同时提供优异的位速率性能。 Philips 的物理层器件以功耗低、外形小著称,因此非常适用于ExpressCard应用。而赛灵思公司的90nm Spartan-3 FPGA器件则集成了块RAM和分布式RAM组合、多达784个I/O、MicroBlaze 32位RISC软处理器以及带有专用18 x 18乘法器且性能高达3300亿MACs/s的嵌入式XtremeDSP功能。根据Electronic Trend Publications (ETP)提供的数据,PCI Express端口的数量预计到2008年将超过20亿,市场对基于PCI Express端口产品的需求将持续增长。与固定器件相比,Philips-Xilinx PCI-Express解决方案以极具竞争力的价格提供了一种灵活的解决方案,将大大加快这一接口标准在许多不同大批量应用领域中的应用速度。

飞利浦电子公司针对数字家庭用台式及笔记本PC市场,也推出了集成的PCI Express视频/音频双解码器,可帮助消费者的PC接收多种电视广播信号,为PC-TV卡生产商、PC原始设备制造商(OEM)和原始设计制造商(ODM)提供通用视频/音频播出解码解决方案。该新型解码器芯片可用于混合(模拟/数字)电视播出信号接收的PC-TV调谐器系统,这一功能可使人们在收看一个频道的同时对另一个频道的节目进行录像,或者同时录制多个节目。飞利浦半导体显示处理经理Jerome Morris表示:“飞利浦的PCI Express 能够帮助OEM和ODM以低成本为如今不断扩展的数字娱乐市场开发先进、可升级的融合产品和应用。因此,PC媒体中心及PC-TV调谐器等热点新产品已经成为驱动这一市场成长的重要元素。”根据高科技市场研究公司In-Stat/MDR的预测, 到2008年,全球PC-TV调谐器产品和数字陆地机顶盒(所采用的技术相似)的市场价值总量将超过38亿美元。基于SAA7162双解码器的数字互联消费设备包括媒体处理中心PC、便携式数码摄像机及个人视频录像机。

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