PCI Express电气基础与技术演进

"PCI Express电气基础——来自PCI SIG的PPT" PCI Express（PCIe）是一种高速接口标准，用于连接计算机系统中的外部设备，如显卡、网卡和硬盘等。该技术由PCI特殊兴趣小组（PCI-SIG）制定并维护，提供了比传统PCI接口更高的数据传输速率和更低的延迟。 在电气特性方面，PCIe支持多种数据速率，包括2.5GT/s（十亿位每秒）、5GT/s和8GT/s。这使得它能够处理大量数据，同时保持较低的错误率，通常为10-12位错误比率。信号通过交流耦合（AC-coupled）的方式传输，确保了信号质量。PCIe接口可配置为不同宽度的链接，如1、2、4、8、16和32条线路，以适应不同设备的需求。此外，它还支持热插拔功能，即在不关闭系统的情况下添加或移除设备。 在传输器和接收器部分，PCIe使用了不同的编码技术来保证数据的可靠传输。在2.5和5GT/s时，采用了Scrambled加上8b/10b编码，而在8GT/s时，则使用Scrambled加上128/130b编码。这些编码方法有助于纠正传输过程中的错误，并减少信号干扰。同时，PCIe标准也考虑了电源管理，确保高效能与低功耗的平衡。 在从5GT/s升级到8GT/s的过程中，主要目标是使PCIe 3.0的演进具有渐进性，保持对现有使用模型的支持，以及保留共同的参考时钟和数据时钟模式。为了实现这一目标，5GT/s的参考时钟发生器得以重用，硅物理层架构也得以保留。然而，评估10GT/s速度时发现，尽管这会允许保持8b/10b编码，但达到10GT/s会带来非线性的困难，包括增加通道改进的成本、硅片上的功率消耗增加以及设计复杂度提升。因此，最终选择了8GT/s作为下一个速度等级，以平衡性能和成本。 PCI Express电气基础知识涵盖了接口的高速数据传输、信号处理、错误纠正以及向更高速度演进的技术挑战。这些内容对于理解和设计兼容PCIe标准的硬件设备至关重要。