ong styQ1:從嵌入式領(lǐng)域到服務(wù)器,你認(rèn)為PCIx能夠覆蓋所有這些領(lǐng)域嗎？同時(shí)帶來出色的性能？
A1:基本上,PCIe技術(shù)在設(shè)計(jì)的時(shí)候其標(biāo)準(zhǔn)由PCISIG這一組織來制定標(biāo)準(zhǔn)的,而這個(gè)組織在制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)版本是哪一個(gè)？
A2:目前PCISIG發(fā)布的PCIe最新的標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)中,單個(gè)lane速率可以達(dá)到。用戶可以選擇最高×16模式來達(dá)到16×的速率。在PCIe2.0中,單項(xiàng)速率可以達(dá)到5G,同時(shí)lane的模式可以擴(kuò)展到×32的模式,也就是說用戶可以達(dá)到的最高速率是5G×32的速率。
Q4:在測量PCIe信號時(shí),fail有哪些因素會影響？
A4:在對PCIE的系統(tǒng)進(jìn)行測量的時(shí)候,因?yàn)镻CIE是一個(gè)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(jìn)行PCD布線的時(shí)候,阻抗設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)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(xiàn)如何。只要客戶在進(jìn)行PCD設(shè)計(jì)時(shí),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(dá)到客戶預(yù)期的水準(zhǔn)。
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(gè)人而言,它相對于之前的PCI-X和PCI來說其設(shè)計(jì)難度不是很高,我們的設(shè)計(jì)者在開發(fā)時(shí)需要注意的主要問題是在進(jìn)行PCB布線時(shí)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(shí)得到一個(gè)較好的信號完整性,那么對于PCI的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)來講沒有額外的要求。
Q6:目前對hot-plug的支持如何？在設(shè)計(jì)測試板卡的方案時(shí)發(fā)現(xiàn)會造成2003藍(lán)屏或者識別不到設(shè)備,不知道是哪個(gè)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(jìn)行檢測,所以這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)。在PCI Express的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)當(dāng)中時(shí),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(jì)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(gè)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(jì)一個(gè)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(shí)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)中,對于上行和下行方向的定義物理層可以達(dá)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(gè)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(gè)系統(tǒng)流量大約5%的數(shù)據(jù)流量。TUNDRA的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)針對這95%和5%進(jìn)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(jī)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(gè)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(gè)優(yōu)點(diǎn),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(biāo)準(zhǔn)而定。在PCIe1.0的標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)。其次,在選定了PCIe標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(jī)制,或者說我們可以將×8的端口分為兩個(gè)×4的端口,或者4個(gè)×2的端口。它的物理層都是通用的,不需要進(jìn)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(dá)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?yàn)镽ack 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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中,我們提高到了單對lane傳輸速率為5G.。同時(shí)在2.0的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,我們看到的只是一些非常小的改動。而且需要強(qiáng)調(diào)的是在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本的演進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)了。當(dāng)用戶使用只支持1.0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和支持1.1或2.0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)行互通時(shí),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(biāo)準(zhǔn)和過去的PCI和PCI-X的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),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?yàn)樗旧頉]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(jì)時(shí)進(jìn)行額外的傳輸,額外的注意。而在PCI express當(dāng)中,因?yàn)槲锢韺拥膫鬏斒褂昧说碗妷旱牟罘株?duì)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(jì)對EMI進(jìn)行控制的經(jīng)驗(yàn)的話,我想這項(xiàng)工作在進(jìn)行PCIe板卡的設(shè)計(jì)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)當(dāng)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(gè)設(shè)備。但是在PCI express當(dāng)中,因?yàn)樗褂玫募夹g(shù)主要是點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸,所以當(dāng)如果需要連接多個(gè)外部設(shè)備的時(shí)候,我們就需要使用到PCI express的交換芯片,每一個(gè)PCI express的端口只能連接一個(gè)外部設(shè)備。
Q16:PCIe產(chǎn)品在PCB設(shè)計(jì)時(shí),有關(guān)SI和PI方面有什么需要注意的？
A16:在PCIe的設(shè)計(jì)方面,我們在進(jìn)行SI和PI的設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)樗褂玫氖堑碗妷旱牟罘株?duì)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(jìn)行精確的控制。在這里我們推薦大家在做PCIe設(shè)計(jì)時(shí),使用TUNDRA提供的各種IC的模型,在我們的EDA當(dāng)中進(jìn)行前期及后期的仿真。同時(shí)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(shí)需要和PCB板的加工廠家進(jìn)行比較好的溝通,來對板上的走線以及使用的連接器進(jìn)行一個(gè)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(shí),一個(gè)方面是PCIe在傳輸速率方面得到了很大的提升。其次在進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)镻CI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(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),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(shí),在最簡單情況下,我們只需要4對走線就可以達(dá)到它的最低的速率的標(biāo)準(zhǔn)。所以對系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)來講,它需要的引腳數(shù)得到了大幅度的減少, 對設(shè)計(jì)者來講,使設(shè)計(jì)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?yàn)镻CIe當(dāng)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(duì),低電壓的插分隊(duì)作為一個(gè)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(duì)是因?yàn)?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(gè)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(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)技術(shù)的終結(jié),因?yàn)槲覀兛吹桨雽?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(dāng)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(yùn)行在6G到10G左右,同時(shí)PCIe技術(shù)本身也為它提供了很好的可擴(kuò)展性,所以我們可以預(yù)期的是,目前PCIe 2.0的標(biāo)準(zhǔn)絕對不會是一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)或者不同在于對物理層傳輸技術(shù)的改進(jìn),PCI及PCIx使用了共享的總線并行的傳輸方式,而在PCI express當(dāng)中使用了點(diǎn)對點(diǎn)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(gè)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(gè)PCI express的設(shè)備,首先要看在系統(tǒng)當(dāng)中你的北橋芯片是否提供了多個(gè)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(gè)在PCI express的交換芯片,來擴(kuò)展它的PCI express端口數(shù),連接用戶所需要的多個(gè)PCI express設(shè)備。
