PCI Express 以目前規範來說主要以傳輸速度可分為三種( Gen1, Gen2, Gen3),如下圖所標示

pcie_gen    

而PCH所提供的絕大部分為PCIE Gen2 值得一提的是連接CPU 和PCH的橋梁DMI其實也是屬於PCIE 而其傳輸速率達到Gen2以Intel 目前所提供的Platform而言,CPU 所提供的PCI-E最高可以達到PCIE Gen3 x16,通常用於外接顯示卡或是連接至需要較高速的產品

由此即可知道PCH再怎麼做也沒有辦法可以達到Gen 3的速度,畢竟雙方溝通最高也只到Gen2就算PCH連接到Gen3的裝置也會因為CPU 和PCH之前的速限而無法發揮Gen 3的效能

而CPU端的PCIE 就可以達到Gen3的效能了,畢竟直接傳輸到CPU的

另外PCIE在應用上又有分為X1, X2, X4, X8 ,X16幾種變化,PCIE基本的傳輸為透過TX P/N傳輸資料至Device再藉由RX P/N接收Device回饋的資料,而根據不同的Device分別需要不同的Lanes數,一般常見的外掛顯示卡就是所謂的PCIE X16的介面,由此可以看出須要透過16組PCIE 的TX /RX訊號進行傳輸,Intel Processor所提供的16組PCIE可以出現的變化,同樣可以根據需求透過電路上的設定將16組訊號分割成2組X8或是1組X8加2組X4,值得注意的是目前Intel 的設定會依照選用的CPU+PCH組合會出現有部分功能被關閉的現象(畢竟一分錢一分貨,Intel 也是會把規格降低來賣錢的)

  

接下來介紹一下PCI-E的電路上設計需要注意的地方,

如果有無聊的沒事去看看買來的顯卡或是PCI-E介面的LAN卡都可以發現在金手指端大部分都可以看到有連接不少顆AC Coupling(耦合) 電容,這些電容主要是用來避免高頻雜訊用的,通常在主機板端會加在TX端,而裝置上則會加在RX端,而這些電容也不可以亂加的,容值太大或是容值不正常也會導致訊號出現異常,根據傳輸速率不同所要上的電容也就會隨著不同,一般設定PCIE GeN3的速率建議上220nF,而Gen2則建議上100nF,通常IC商會依照他的產品建議應該要上的容值,除了電容要注意以外其餘的基本上盡量讓其順線即可,所謂順線就是由CPU出來的線連接至Device其走線非不得已盡可能不過Via或是交錯,最好的狀況是能夠直接順線連接到裝置,就算如此也要注意其走線長度的限制,畢竟屬於高速訊號能夠越短越好(依照不同的規格會有相對應的長度規定),若是逼不得已造成交錯或是過長在訊號受到干擾的狀況輕則會出現降速(即是Gen3降至Gen2)重則可能導致無法讀取裝置,當遇到這種狀況就只好透過Re-driver來提高訊號品質了.....

此外於Layout的過程中最需要注意的就是因為PCI-E採用的是Differential的走線(即是指訊號線是以一對P/N的方式傳輸),所以需要特別注意走線方式,且當PCI-E採用X2以上的用途時務必要針對每個Group的長度,盡量做到同一個Group的線等長,如此對於日後需要透過訊號調整的時候可以不需要針對每對線使用不一樣的值,不然光是調這些參數大概就會瘋掉了......

其實PCIE在X86系統裡面應用其實還蠻廣的,畢竟透過不同的組數搭配加上傳輸速率的變化就足以應用在後端不少功能上了,以小弟目前短短數年裡就應用過PCIE轉LAN(這個最常看到), 顯示卡, SD卡等~~~多種變化了,誰知道後續還會不會有更誇張的應用哩.... 

 

 

  

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