A1:基本上,PCIe技術(shù)在設(shè)計的時候其標準由PCISIG這一組織來制定標準的,而這個組織在制定標準的時候已經(jīng)考慮到了從服務(wù)器到PC端,到工業(yè)領(lǐng)域的所有需求。所以今天我們可以說PCIe技術(shù)在服務(wù)器PC或者工業(yè)領(lǐng)域都可以提供非常好的性能。

Q2:PC Iexpress最新的標準版本是哪一個？

A2:目前PCISIG發(fā)布的PCIe最新的標準版本是2.0,它可以支持5G的速率,但是市場上我們現(xiàn)在看到PCIe2.0的產(chǎn)品相對來講比較少,看到的大多是PCIe1.0,的產(chǎn)品。

Q3:目前express的應(yīng)用范圍如何？傳輸速率最高可達到多少？

A3:基本上,我們前面提到過PCIe在桌面的臺式PC、服務(wù)器的存儲等相關(guān)的計算領(lǐng)域、通訊行業(yè)、基站、各種大型的通訊設(shè)備以及工業(yè)PC領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。目前,傳輸速率在PCIe1.0的標準中,單個lane速率可以達到。用戶可以選擇最高×16模式來達到16×的速率。在PCIe2.0中,單項速率可以達到5G,同時lane的模式可以擴展到×32的模式,也就是說用戶可以達到的最高速率是5G×32的速率。

Q4:在測量PCIe信號時,fail有哪些因素會影響？

A4:在對PCIE的系統(tǒng)進行測量的時候,因為PCIE是一個基于串行傳輸?shù)南到y(tǒng),所以影響到他性能或者信號完整性的主要方面是:第一,客戶在進行PCD布線的時候,阻抗設(shè)計的水準如何；第二,客戶選用接插件的質(zhì)量,或者說接插件對信號完整性的貢獻如何。只要客戶在進行PCD設(shè)計時,信號完整性的質(zhì)量得到了很大的保證,基本上PCIe的系統(tǒng)性能可以達到客戶預(yù)期的水準。

Q5:PCIe對總線的要求是不是很高？

A5:PCIe由于使用了串行的交換技術(shù),因此就我個人而言,它相對于之前的PCI-X和PCI來說其設(shè)計難度不是很高,我們的設(shè)計者在開發(fā)時需要注意的主要問題是在進行PCB布線時對信號完整性的分析和保證。如果通過仿真工具在PCI的布線時得到一個較好的信號完整性,那么對于PCI的整個系統(tǒng)設(shè)計來講沒有額外的要求。

Q6:目前對hot-plug的支持如何？在設(shè)計測試板卡的方案時發(fā)現(xiàn)會造成2003藍屏或者識別不到設(shè)備,不知道是哪個環(huán)節(jié)出了問題？

A6:PCIe的熱插拔功能沒有使用邊帶性,而是使用帶內(nèi)信號將熱插拔的中斷信息傳送給我們稱之為的根復(fù)合體,引發(fā)熱插拔軟件對熱插拔事件進行檢測,所以這個問題要看一下對熱插拔事件和中斷的處理的問題。

Q7:使用橋片將PCI設(shè)備連接到PCI express上面后,驅(qū)動程序是否需要重新開發(fā)？

A7:PCIe可以將它視作PCI及PCI-X的后續(xù)標準。在PCI Express的標準中繼承了PCI及PCI-X的基本操作類型,目前我們看到的將PCI-X或PCI的設(shè)備通過橋接芯片接入到主機當中時,PCI或者是PCI設(shè)備的驅(qū)動程序不需要重新開發(fā)。這也方便了廣大的設(shè)計者將已有的驅(qū)動程序應(yīng)用在新的系統(tǒng)中。

Q8:我有一個帶Controller的PCI卡,它與主板連接,但是目前主板不支持hot-plug,能否采用PCIe橋設(shè)計一個可以支持hot-plug卡,是否需要獲取該Controller的支持？

A8: hot-plug需要板卡和主板同時支持。這位朋友目前的問題是板卡支持熱插拔,而主板本身并不支持。從主板的角度來看,如果使用一個新的支持熱插拔的板卡,主板還是不能提供對熱插拔的支持。因此建議在主板的方面做些額外的工作,使主板本身能夠支持熱插拔的板卡。

Q9:上行路徑和下行路徑的區(qū)別是不是相似于與ADSL的不對稱傳輸協(xié)議？

A9:兩者還是有一定的區(qū)別。在PCIe的標準中,對于上行和下行方向的定義物理層可以達到的速率是完全一致的。上行數(shù)據(jù)路徑的概念和下行數(shù)據(jù)路徑的概念,主要是TUNDRA通過分析在大多數(shù)PCIe數(shù)據(jù)的應(yīng)用中,上行數(shù)據(jù)路徑是指占了整個系統(tǒng)流量95%以上處理的類型,而下行數(shù)據(jù)路徑指占整個系統(tǒng)流量大約5%的數(shù)據(jù)流量。TUNDRA的產(chǎn)品在設(shè)計時針對這95%和5%進行了區(qū)別對待。對占系統(tǒng)總流量95%的數(shù)據(jù)流量做了特別優(yōu)化,使用了特別的緩存機制。而針對其余5%的系統(tǒng)流量使用了通用處理的過程。這樣就極大的提高了整個系統(tǒng)的性能,這也是TUNDRA一貫以來在產(chǎn)品中所提供的一個優(yōu)點,也就是高的性能和低的功耗。

Q10:如何提高PCIe的連接速度？

A10: 首先要視用戶的需求,是選擇PCIe1.0或PCIe2.0的標準而定。在PCIe1.0的標準中,每一對lane的速率是,而在PCIe2.0中每一對lane的速率提高到了5G的水準。其次,在選定了PCIe標準的情況下,如果想獲得更高的傳輸速率,可以通過選擇更多的lane的對數(shù)來選擇,也就是×1、×2、×4、×8、×16或者×32的模式,這樣的話,整個系統(tǒng)的帶寬就可以得到成倍的提高。目前來看,PCIe提供的最大的傳輸性能已經(jīng)可以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求。最終是要根據(jù)用戶的需求來選擇一個合適的速率、合適的產(chǎn)品。

Q11:PCI express×8與×4兼容嗎？

A11:在PCI express中我們定義了從×1一直到×16的模式,在PCI express2.0中增加了×32的模式。在×1、×2、×4、×8一直到×16甚至×32的各種模式下,可以從更高的帶寬模式,比如從×8的模式下,它定義了自協(xié)商的機制,或者說我們可以將×8的端口分為兩個×4的端口,或者4個×2的端口。它的物理層都是通用的,不需要進行額外的工作。

Q12:Rack IO同樣是高速串行的傳輸方案,而且傳輸速率比express還要高,那么能否用前者代替后者？否則,兩者的主要區(qū)別在哪里？

A12:Rack IO和PCI express都是兩種高速的、串行的用于互聯(lián)的技術(shù)。談到兩種技術(shù)那種技術(shù)可以取代那種技術(shù),我們很難表達這樣的情況,只能說根據(jù)大家的具體應(yīng)用情況不同而使用。如果您原來是基于PCI和PCIx這一系統(tǒng)來開發(fā)的,可能會非常容易的選擇PCIe這種技術(shù),這樣可以很好的保存原來開發(fā)的成果；如果您是開發(fā)語音或者視頻這樣的需要大量的DSP的產(chǎn)品,可能更容易選擇Rack IO這一技術(shù)。因為Rack IO 是基于芯片與芯片之間高速互聯(lián)的技術(shù)。兩種技術(shù)的主要區(qū)別在于:第一是協(xié)議本身的區(qū)別；第二,主要是大家所選用的一些芯片。首先您選用的其他家的芯片要支持Rack IO的接口或者要支持PCIE的接口,具體的這些區(qū)別可能就是說在它所支持的lane的速率上有一些不一樣。

Q13:在,1.1和2.0之間有什么異同？

A13:目前我們看到從PCIe大的版本上分為1.0標準和2.0版本。而1.0和2.0之間主要的區(qū)別是他改變了物理層的單對lane上的傳輸速率。在1.0中單對lane的傳輸速率的,但在2.0的標準中,我們提高到了單對lane傳輸速率為5G.。同時在2.0的標準中增加了對lane的寬度的支持,增加了×32的模式的支持。其次,在1.0和1.1的標準當中,我們看到的只是一些非常小的改動。而且需要強調(diào)的是在整個標準版本的演進過程中,我們所有的版本都是互相兼容的。也就是說我們的產(chǎn)品支持的是1.1或者是2.0的標準的話,那意味著所有1.0版本所具有的功能已經(jīng)在1.1和2.0的標準中實現(xiàn)了。當用戶使用只支持1.0標準的產(chǎn)品和支持1.1或2.0標準的產(chǎn)品進行互通時,所有兼容性的問題都可以得到保證,不會產(chǎn)生額外的問題。

Q14:PCIe卡在工控領(lǐng)域的抗干擾能力以及對周圍設(shè)備的干擾特性如何？

A14:基本上,我們比較PCIe的標準和過去的PCI和PCI-X的標準時,我們會看到,PCI-X和PCI是基于總線共享式的信號傳輸,而PCIe是基于串行的包的傳輸。對抗干擾能力及它干擾別人的特性方面我們主要是關(guān)注在物理層信號傳輸?shù)姆绞健＞蚉CI或PCI/X來講,因為它本身沒有使用差分線的傳輸,所以它的受干擾特性和干擾別人的特性都需要在設(shè)計時進行額外的傳輸,額外的注意。而在PCI express當中,因為物理層的傳輸使用了低電壓的差分隊的技術(shù),所以它的抗干擾特性和對外輻射干擾的情況相對于PCI和PCI/X來講都得到了很大的提升。基本上,只要擁有在PCI和PCI-X方面設(shè)計對EMI進行控制的經(jīng)驗的話,我想這項工作在進行PCIe板卡的設(shè)計時會變得更加的容易。

Q15:PCI橋是否能接多種外接設(shè)備？

A15:在PCI和PCI/X的標準當中,根據(jù)我們具體的速率應(yīng)用情況可以在同一條總線上連接1-4個設(shè)備。但是在PCI express當中,因為它使用的技術(shù)主要是點對點的傳輸,所以當如果需要連接多個外部設(shè)備的時候,我們就需要使用到PCI express的交換芯片,每一個PCI express的端口只能連接一個外部設(shè)備。

Q16:PCIe產(chǎn)品在PCB設(shè)計時,有關(guān)SI和PI方面有什么需要注意的？

A16:在PCIe的設(shè)計方面,我們在進行SI和PI的設(shè)計時,因為它使用的是低電壓的差分隊的傳輸技術(shù),所以最重要的是我們要對PCB板布線的阻抗進行精確的控制。在這里我們推薦大家在做PCIe設(shè)計時,使用TUNDRA提供的各種IC的模型,在我們的EDA當中進行前期及后期的仿真。同時對阻抗的控制需要PCB的生產(chǎn)廠家用戶,也就是說用戶在制作PCB板時需要和PCB板的加工廠家進行比較好的溝通,來對板上的走線以及使用的連接器進行一個精確的阻抗控制。其他方面沒有更多需要注意的。

Q17:PCIe相比于PCI在工控領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用的具體優(yōu)勢？

A17:基本上,我們看到在對比PCIe和PCI-X以及PCI時,一個方面是PCIe在傳輸速率方面得到了很大的提升。其次在進行系統(tǒng)的設(shè)計時,因為PCI和PCI-X使用的是定型的總線共享式的技術(shù),而PCIe使用的是串型的包交換技術(shù),所以我們在進行系統(tǒng)設(shè)計時,如果使用的是PCI或者是PCI-X,我們需要更多的走線以及引腳來傳輸我們需要的數(shù)據(jù)。而在使用PCIe時,在最簡單情況下,我們只需要4對走線就可以達到它的最低的速率的標準。所以對系統(tǒng)設(shè)計者來講,得到的最大的好處是:首先,系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏铝康玫搅撕艽蟮奶嵘５诙?對硬件的設(shè)計來講,它需要的引腳數(shù)得到了大幅度的減少, 對設(shè)計者來講,使設(shè)計變得更加的容易。

Q18:PCIe在高速流工作中它的電磁輻射是否比較大？

A18:因為PCIe當中使用了串行的數(shù)據(jù)包的交換方式,在物理層使用的低電壓的插分隊,低電壓的插分隊作為一個物理層的技術(shù)來講,PCIe在以太網(wǎng)都得到了廣泛的應(yīng)用。我們使用低電壓的插分隊是因為,它首先能提供較高的速率,其次它的干擾能力和接受抗干擾能力相對于傳統(tǒng)的PCI或PCIx的總線方式都得到了大幅度的提升,所以我們可以講的是,盡管PCIe的傳輸速率非常高,但它在干擾或抗干擾方面的特性都是非常高的。

Q19:我是個硬件工程師,除了XI之外我是否還需要做PCIe的協(xié)議分析呢？

Q20:PCIe是現(xiàn)在總線技術(shù)的終結(jié)嗎？下一代的發(fā)展將往何處？

A20:我們很難說PCIe 2.0標準是一個技術(shù)的終結(jié),因為我們看到半導(dǎo)體的技術(shù)總是在不斷快速向前發(fā)展的,目前在PCIe 2.0當中看到它的最高的速率是單對的lane支持5G的速率,但是通過在研究領(lǐng)域或者在半導(dǎo)體公司開發(fā)領(lǐng)域,已經(jīng)可以看到對單對的lane的速率可以運行在6G到10G左右,同時PCIe技術(shù)本身也為它提供了很好的可擴展性,所以我們可以預(yù)期的是,目前PCIe 2.0的標準絕對不會是一個技術(shù)上的終結(jié),我們已經(jīng)看到了比它性能更高的兼容性更好的標準存在。

Q21:PCI和PCI express 的區(qū)別是什么？

A21:基本上來講,從協(xié)議的處理方面,PCI和PCI express之間是具有一定的繼承關(guān)系的,在PCI和PCI  express之間最大的改進或者不同在于對物理層傳輸技術(shù)的改進,PCI及PCIx使用了共享的總線并行的傳輸方式,而在PCI express當中使用了點對點的串行的基于包交換的傳輸模式,這是兩者之間的最大的區(qū)別。

Q22:如果有多個PCI express設(shè)備在系統(tǒng)中應(yīng)如何連接？

A22:如果說系統(tǒng)中存在多個PCI express的設(shè)備,首先要看在系統(tǒng)當中你的北橋芯片是否提供了多個PCI express的接口,如果說沒有的話,我么可以在系統(tǒng)中增加一個在PCI express的交換芯片,來擴展它的PCI express端口數(shù),連接用戶所需要的多個PCI express設(shè)備。