PCIExpress在工业计算机的应用新日

发布时间：2020-01-15 10:02:13 阅读：次来源：测定仪厂家

传统PCI的带宽逐渐不足以应付越来越多新一代高速传输接口的需求，例如GigabitEthernet、SerialATA、FiberChannel等，于是新一代的规格陆续发布，如PCI-X与本文的主题——PCIExpress。在传统上，产品进程会比消费性市场慢一步、甚至是好几步的工业计算机，面临巨大变革时，业界会有怎样的应变策略和思维呢？

PCI总线之演变

PCI标准是由PCI-SIG所制订，从最早1992年的PCI1.0版本问世，至今已发展到PCI2.3、3.0版本及PCI-X1.0、2.0规格。在这个总线发展的过程中，因为各种不同的需求及应用，衍生出早期的VL总线及现在图形显示卡所常用的AGP总线。对开发厂商来说，却增加了产品的复杂度，于是在PCI问世10余年后，因为3D游戏及无线通信应用的兴起，导致目前的PCIbus不管在性能及带宽方面不敷使用，AGP及PCI-X等总线应运而生。此种现象反映出总线有如多头马车一般，并点出这些严重问题其实是内部传输的共通性问题。

所以，业界普遍希望能够有一种共通的接口标准技术，此接口可以应用到各种不同的领域，在这样的思考前提下，第三代I/O总线接口（ThirdGenerationInputOutput，3GIO）终于诞生。由PCI-SIG于2002年4月17日宣布完成第三代接口的制订工作，并正式定名为PCIExpress。于2002年7月22日公布PCIExpress1.0规格，正式将总线的传输速度推升至更高速的境界（图1）。

工业计算机之变迁

至于工业计算机上的应用，暂且不论PICMG3.x已经定义的PCIExpress接口，首先思考在现有传统PICMG1.x上的CPU卡及背板的应用。传统的CPU卡与背板的连接方式如图2所示。

这样的好处是提高了整体系统的稳定性、弹性，并减少维修时所需的更换时间，目前所拥有的架构是PICMG1.0的PCI-ISA架构及PICMG1.2的PCI-X架构，然而对于市场上即将现身、且很有可能以很快的速度席卷市场的PCIExpress，工业计算机的变化会是如何呢？

基于工业计算机的特性主要在“少量多样”，并提供工业级用户稳定及高度客户化的解决方案，在下一代的PICMG1.x整个系统，从机箱来看，预期将不会有太大的差异，而在机箱、背板及CPU卡的组装上，亦不会与现行的方式有太大的差异。由于PCIExpress的架构及其特性，可想见在CPU卡上依旧会保留金手指段的设计，将北桥或南桥端的PCIExpress信号连接到背板上，并且因为PCIExpress的高带宽在对应到许多接口设备时，其实带宽是绰绰有余，因此许多厂商如Intel、HiNT及Pericom等，为PCIExpress的应用设计了许多不同的bridge芯片，包含PCI Express toPCI-X、PCIExpresstoPCI或toiSCSI及FiberChannel等各种接口。

透过Intel等市场领导厂商所释出的信息，其实已经可以揣测在下一代的工业计算机规格上，将会很有趣，透过更新及多样化的背板设计，更深入各种应用范畴的客户需求。以往的背板，顶多就是有PCI/ISA或者是PCI-X的Slots，进入PCIExpress时代之后，在背板上将会产生许多令人振奋的应用及设计。因为PCIExpress的differential信号的特性，连接信号的方式将可透过排线或板对板的设计来达成，新一代的背板可能不再是一大块，而是更加模块化的设计，在概念上很像是乐高积木，视客户想要将CPU卡、机箱及新一代的背板如何组合，对应出各种应用，例如高带宽需求的网络设备或者如高阶的firewall和VPN等设备。

PCIExpress的趋势不只深层地影响到一般商用及消费性市场，在工业用领域上将掀起重大变革，对于使用者来说是一项好消息，透过新一代的规格及想法，不仅达到工业计算机的少量多样特性，更为贴近客户的需求，同时缔造厂商及使用者的多赢局面。