本课程深入讲解了PCI、PCI-X以及PCI Express这三种总线技术的基本工作原理及其体系架构,帮助学习者全面理解其在计算机系统中的应用和优势。
PCI、PCI-X 和 PCI Express 的原理及体系结构由马鸣锦、朱剑冰、何红旗以及杜威编著。其中,PCI Express 作为第三代高性能 I/O 总线,在总线架构上进行了根本性的变革,主要体现在两个方面:一是从并行总线转变为串行总线;二是采用点对点的连接方式。
在新的结构中,原先由桥接器管理下的设备通过一条并行总线挂载的方式被替换为链路形式。每条这样的链路由一个或多个通道组成,每个通道包括两组差分信号线路,形成双单工串行传输路径,并且没有专用的数据、地址和控制线路以及时钟线。
在数据传输方面,PCI Express 1.0 支持每条通路上双向的2.5 Gbps 数据速率。考虑到每字节使用了十位编码技术,因此双向带宽为0.5 GBps。链路总带宽等于单个通道数乘以每个方向上的0.5 GBps。
根据设备所需的传输需求,可以灵活调整链路中的通道路数(有七种可选配置)。这样最高可达16GBps的传输速率,远超目前市场上任何一种总线标准,并能够满足未来一段时间内高速设备对带宽的需求。此外,由于采用了新的连接方式和减少了引脚数量(传统PCI总线为127个),每个引脚上的平均数据传输率得到显著提升,有助于降低PCI Express的成本。