PCIe数据采集板设计：PEX8311桥接芯片详解

PEX8311文档详细介绍了集成了单通道、全双工2.5 Gb/s传输的PCI Express (PCIe) 端口的高性能接口芯片。这款芯片由PLX开发，适用于PCIe 1.0a标准，支持多种特性，如8位、16位和32位本地总线配置，提供灵活的操作模式，包括块模式、分散模式、循环队列管理和命令模式。它还支持端点和根组件模式，适合紧凑电路板设计，具有低功耗和3.3V/5V I/O兼容性。 在硬件设计方面，该板卡采用PEX8311作为PCIe到本地总线的桥梁，结合Xilinx的XC4LV100控制器，实现数据传输控制和缓冲功能。系统框图展示了板卡的整体架构，包括各个模块的连接和交互。 PEX8311芯片的特点显著，包括： 1. **高速接口**：单通道全双工设计，理论带宽达到2.5 Gb/s，经过编码转换后仍能提供约166 MB/s的实际数据传输速率。 2. **本地总线兼容性**：支持不同宽度的数据总线配置，适应性强。 3. **多种操作模式**：端点模式和根组件模式可根据应用需求选择，端点模式下还有C、J和M三种操作类型。 4. **DMA支持**：高效的数据传输处理能力，适用于块、分散和命令等多种DMA模式。 5. **封装设计**：小型封装，便于集成到紧凑的电路板上。 6. **电源兼容性**：3.3V工作电压，兼容5V系统。 7. **配置选项**：支持外部EEPROM配置，也可通过PC或本地处理器进行设置。 8. **存储资源**：8KB的共享RAM用于数据缓存。 在具体的应用中，根据目标场景选择端点模式，对于设备端的桥接更为常见，因为端点模式支持通用的MCU、ASIC和FPGA等器件。在实际的V1.0 PCIe数据采集板设计中，利用PEX8311的这些特性，实现了PC与T2板卡之间的高速数据交换，满足了约100 MB/s的数据传输需求。整体来说，PEX8311芯片在提升系统性能和灵活性的同时，也兼顾了低功耗和易于集成的设计原则。