PCI Express端點的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、計算機(jī)系統(tǒng)中的各個功能部件的數(shù)據(jù)交換都是通過總線來實現(xiàn)的,所以總線的速度對于整機(jī)的性能有著巨大的影響。目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)總線是PCI總線。隨著技術(shù)的發(fā)展,PCI總線慢慢成為了整個系統(tǒng)的瓶頸。正是基于種種不足和計算機(jī)的應(yīng)用需求,Intel提出了替代PCI總線的第三代總線技術(shù)—PCI Express。
　　PCI Express即第三代通用IO總線(3GIO),與前任總線(PCI/PCI-X)相比,在總線結(jié)構(gòu)上采取了根本性的變革,以

2、滿足現(xiàn)在的及將來的處理器和外圍設(shè)備提出的更高的帶寬要求:它采用基于數(shù)據(jù)包交換的點對點串行雙通道傳輸技術(shù),提供了高帶寬;可靈活擴(kuò)展的IO互連;基于信用(Credit)的流量控制協(xié)議可消除因接收緩沖器溢出而導(dǎo)致的丟包問題;重發(fā)功能則可確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叨瓤煽啃?同時還支持設(shè)備熱插拔和熱交換及軟件層保持與 PCI兼容等具有的鮮明技術(shù)特點。高性能與低成本的結(jié)合很好的滿足了當(dāng)前和未來 IO帶寬的需求,具有良好的應(yīng)用前景,對其展開研究和應(yīng)用是相當(dāng)有意

3、義和價值的。
　　針對端點的設(shè)計,本文主要分為理論、設(shè)計和仿真驗證三大部分。
　　理論上首先從分析PCI Express的協(xié)議出發(fā),按照作者的理解,介紹了PCI Ex-press的總線的技術(shù)特點、系統(tǒng)架構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)及其物理結(jié)構(gòu)與接口規(guī)范,對其發(fā)展前景給出了預(yù)測。對PCI Express端點及接口的關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了深入研究,重點說明了PCI Express物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和事務(wù)層的邏輯設(shè)計方案和關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)。
　　在

4、設(shè)計實現(xiàn)部分,采用Xilinx公司的Virtex-5 LXT FPGA設(shè)計實現(xiàn)了符合PCI Express協(xié)議的 PCI Express端點功能和串行接口方案,同時設(shè)計了一套用于測試驗證PCI Express端點及其接口的硬件實驗平臺。實現(xiàn)的收發(fā)器理論上能提供100Mbps-3.2Gbps的串行連接。
　　最后為了充分保證設(shè)計的正確性,對其進(jìn)行了驗證。本次驗證工作中結(jié)合 PCI Express的實際情況,做了許多有效的改進(jìn),證明設(shè)