总线。此外,解释了 NI 如何引导对 PCI Express 的选择以用
于基于基于计算机的测量和自动化的硬件和软件。
前言
台式计算机的革新速度是令人震惊的。根据摩尔定律,从集成电路的出现开始,处理速度
将每十八个月翻一番。软件制作人员开发新的软件和版本来支持最新的处理速度、内存大
小和硬盘容量方面的提高,同时硬件厂商发布最新设备和技术来与最新软件的需求保持同
步。这一快速的革新在基于 PC 的测量硬件和软件、插入式设备(现在可以高达 15MHz
的速率提供 16 位的测量)方面也是十分明显的。
由于数据采集速率随着芯片技术的进步而不断提高,大量的数据必须传输至 PC 进行处理。
这些传输由那些将设备连接到 PC 内存的数据总线完成。总线与汽车中的变速器类似——
没有变速器就没有办法从引擎中获得马力来使汽车在路面上行驶。与变速器一样,数据总
线的重要性常常被引擎的马力(处理和 A/D 速率)所遮蔽。然而,数据传输的速率常常是
测量的瓶颈,并且是许多仪器带有昂贵板载内存的主要原因。
为了解决不断增长的对带宽的需要,近来发布了一种称为 PCI Express 的新的总线技术。
起初是为实现高速音频和视频流而设计的,PCI Express 现在也用来提高测量设备至 PC
内存的数据传输速率,而且与过去十年的台式计算机所使用的传统
相比,速度提
高了 30 倍。
PCI Express 标准
PCI Express 的引入是用来克服以前 PCI 总线的限制。PCI 总线是 Intel 十年前开发和发布
的,工作在 33MHz 和 32 位环境下,理论带宽峰值是每秒 132MB。它使用共享总线拓扑
结构——总线带宽在多个设备间共享——从而实现总线上不同设备间的通信。随着设备的
发展,新的占用大量带宽的设备开始吞噬同一共享总线上的其他设备的带宽。例如,1G
网卡可独占 95%的 PCI 总线带宽。
为了提供这些新型设备所要求的带宽,PC 行业协会和外设厂商一起开发了 PCI Express
并且于 2004 年开始在标准的台式计算机上提供。大部分来自顶级供应商的台式机器已经
至少包含了一个 PCI Express 插槽。相对于 PCI,PCI Express 最引人注目的进步是它点
到点的拓扑结构。用于 PCI 的共享总线被一个共享开关所代替,这个开关使得每一个设备
拥有对总线的直接访问权。并且不同于 PCI 将带宽分给总线上的所有设备的是,PCI
Express 提供给每一个设备它自己专用的数据流水线。数据通过被称为信道的发送和接受
信号对来以包的形式串行传输