Gbps是今天應(yīng)用對帶寬的要求，并且注意力也從處理速度轉(zhuǎn)移到了高速互聯(lián)上。多種的串行標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺。支配這些標(biāo)準(zhǔn)的主要市場需求是：

　　•可升級的性能

　　•可擴(kuò)展的功能集，以適應(yīng)不同的產(chǎn)品型號（芯片到芯片、底板、電纜）

　　•適用于不同細(xì)分市場和應(yīng)用的互聯(lián)

　　•在主流的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)低成本的串行解決方案

　　PCI Express（PCIe） 是一種主流的串行標(biāo)準(zhǔn)，它是2002年問世的第三代 I/O 互聯(lián)技術(shù)，為從 PCI 到 PCIX（參見表1）提供了一條升級路徑。PCIe 已成為PC 產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)技術(shù)，并且在其它應(yīng)用中也有巨大的發(fā)展動力（圖1）。它具有可升級能力、可擴(kuò)展的功能集、很強(qiáng)的市場適應(yīng)能力和低成本特性。

　　PCIe的優(yōu)勢包括：

　　•高速串行標(biāo)準(zhǔn)能以每條通道2.5Gbps的線速進(jìn)行雙向通信

　　•基于 分層數(shù)據(jù)包的架構(gòu)，為模塊化設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件

　　•通過更簡單的升級就能實(shí)現(xiàn)帶寬增強(qiáng)（高達(dá)80GB）——1、2、4、8、16和32條通道

　　•先進(jìn)功能，比如可靠性、電源管理和熱插拔

　　•借助虛擬通道、業(yè)務(wù)等級和服務(wù)質(zhì)量（QoS）等特性支持下一代三維/多媒體業(yè)務(wù)

　　•全新外形和革新的設(shè)計(jì)方便使用，為設(shè)計(jì)滿足不同細(xì)分市場需求的產(chǎn)品創(chuàng)造了條件

　　•軟件投資保護(hù)，支持現(xiàn)有的PCI架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施

　　PCI規(guī)格 總線寬度 傳輸率 通道寬度 連接速率 數(shù)據(jù)帶寬
     
       注：PCI Express 2.0規(guī)范“尚在開發(fā)之中”。

　　表1：PCI/PCI-X/PCIe 規(guī)格和帶寬

　　圖1：PCI Express 的發(fā)展態(tài)勢

　　圖2：Virtex-5 LXT FPGA中的 PCIe 端點(diǎn)模塊

　　用戶的歡迎、設(shè)計(jì)訂單和用戶的積極反饋，使我們更好地理解 PCI Express 在客戶產(chǎn)品中固有的優(yōu)勢。為了能在今天創(chuàng)建解決明日問題的解決方案，并跟上時代迅速發(fā)展的步伐，Xilinx 公司在其 VirtexTM-5 LXT 器件中融入了硬 PCI Express 端點(diǎn)模塊（圖2）。

　　Xilinx的PCIe 端點(diǎn)模塊的顯著優(yōu)勢包括：

　　完整的功能，完全符合 PCIe 基本規(guī)格 v1.1 版要求

　　— 可配置的 PCIe 端點(diǎn)解決方案

　　通過PCI plug-fest的兼容性/通用性測試

　　（www.pcisig.com/developers/compliance_program/integrators_list/pcie）

　　支持1-、2-、4-或8-通道的實(shí)現(xiàn)

　　符合所有關(guān)鍵要求

　　— 接面信號標(biāo)準(zhǔn)

　　— 協(xié)議（CRC、自動重試）

　　— QoS

　　— 熱插拔

　　采用 Xilinx® RocketIOTM GTP 收發(fā)器模塊

　　— PCI Express 終端規(guī)格

　　— 100MHz 直接參考時鐘

　　節(jié)約資源

　　— 內(nèi)嵌于所有 Virtex-5 LXT 器件

　　— 與 GTP 收發(fā)機(jī)相鄰

　　簡易設(shè)計(jì)

　　— 縮短設(shè)計(jì)周期

　　— 簡化、直接的設(shè)計(jì)流程

　　低成本和低功耗

　　使用可配置的 block RAM 來進(jìn)行數(shù)據(jù)包緩沖處理

　　— 接收緩沖器

　　— 發(fā)送緩沖器

　　— 重試緩沖器

　　簡單的事務(wù)處理層接口，便于集成

　　提供統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

　　— 信用狀況、有效載荷、錯誤信號

　　兩條虛擬通道用于QoS

　　— 循環(huán)調(diào)度 (round robin)、加權(quán)循環(huán)調(diào)度 (weighted round robin)或嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度

　　圖3：使用Virtex-5 LXT PCIe模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)

PCI Express 的發(fā)展勢頭很旺，并被PC業(yè)界廣泛接受。工程師在使用基于 Virtex-5 LXT FPGA 的 PCIe 端點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，也能夠通過利用以下這些優(yōu)勢，來引導(dǎo) PCI Express 在新市場上的增值能力：

　　更快的上市時間?，F(xiàn)有的 ASSP 大多不能支持今天的 PCIe；FPGA 可把并行的專有協(xié)議接口和 PCIe 之間搭建一座橋梁。此外，PCI Express 標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)改變，在形成廣泛市場基礎(chǔ)前，阻止了 ASIC/ASSP 的發(fā)展。一個典型的是近于2006年9月召開的英特爾開發(fā)者論壇上由英特爾和IBM共同發(fā)布的 “Geneseo” 架構(gòu)以推動新應(yīng)用的發(fā)展。Xilinx 公司也積極支持?jǐn)U展 PCIe 構(gòu)架的倡議。

　　更低的功耗和更小的占位面積。使用 Virtex-5 LXT 解決方案（圖3）能達(dá)到更高性能同時縮小產(chǎn)品設(shè)計(jì)的體積。PCIe 端點(diǎn)模塊能夠讓設(shè)計(jì)人員在選擇更小器件的同時，仍能節(jié)省大量的功耗和成本。

　　專用協(xié)議和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)與 PCIe 之間的橋梁。傳統(tǒng)產(chǎn)品的小型化（針對 PCI Express 而優(yōu)化），需要在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和 PCI Express 之間搭建一座橋梁。新型 Virtex-5 LXT 平臺提供了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換所需的定制和邏輯資源，還提供了通往其它串行標(biāo)準(zhǔn)的橋梁。

　　•可升級的解決方案。PCI Express 協(xié)議已經(jīng)成為主流，但協(xié)議本身和用戶終端還 處于迅速發(fā)展階段。使用 Virtex-5 LXT PCIe 端點(diǎn)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，使你能夠?qū)⑼?Virtex-5 系列產(chǎn)品，從1條通道升級到4條通道，甚至8條通道。這就使你能夠驗(yàn)證未來的系統(tǒng)和終端。此外，由于 PCIe 本身兼容 PCI和PCIX 構(gòu)架，升級和設(shè)計(jì)基于 Virtex-5 LXT FPGA 的解決方案，不僅能夠保護(hù)現(xiàn)有的軟件投資，而且能夠延長基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。

Xilinx PCI 的歷史

　　Xilinx 公司一直走在 PCI/PCI-X/PCIe 技術(shù)的前沿。

　　主要成就包括：

　　1996：業(yè)界款面向 FPGA 的 PCI

　　1999：業(yè)界套64位 66MHz 的 PCI 解決方案

　　2000：業(yè)界套64位、133MHz 的 PCI-X 解決方案

　　2003：業(yè)界套 PCIe 解決方案

　　2005：業(yè)界套 PCIe PIPE 解決方案——Xilinx+NXP半導(dǎo)體

　　2006：業(yè)界套 FPGA Express 卡解決方案——Xilinx+NXP半導(dǎo)體

　　支持多種外觀形狀。Virtex-5 LXT RocketIO GTP 收發(fā)機(jī)與競爭性 FPGA/ASSP 解決方案相比，具有巨大的功耗優(yōu)勢。這使得設(shè)計(jì)人員考慮在面向新市場的產(chǎn)品中使用 Virtex-5 FPGA。借助面向不同解決方案的可擴(kuò)充邏輯密度，設(shè)計(jì)人員可以充分發(fā)揮65納米 FPGA 內(nèi)在的優(yōu)勢，以支持不同的外觀形狀。例如，一張獨(dú)立顯卡的臺式機(jī)解決方案，可把Virtex-5 LXT外形小型化來達(dá)到Express卡的要求。相反，設(shè)計(jì)人員也可把獨(dú)立顯卡的PCle解決方案中的Virtex-5外形改變以支持諸如ATCA、uTCA 和服務(wù)器I/O模塊之類的高性能解決方案。

　　表2：Virtex-5 LXT PCIe 端點(diǎn)的應(yīng)用

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