PCI Express|0″>PCI Express是从PCI开展而来的一种体系互联接口规范。PCI和PCI-X都是根据32位以及64位的并行总线，而PCI Express则运用高速串行总线。PCI Express后向兼容于PCI，可以灵敏地供给大峰值带宽。表1比照了三种PCI规范的特性。
表1 PCI规范比照
一对一起作业的发送和接纳通道被称为一个通路。发送和接纳通道运用低电压差分信号(LVDS)规范传输数据。数据时钟嵌入在每个通道中，以完成十分高的数据速率。
图1 PCI Express链路
一条PCI Express链路由多条通路组成，在链路中添加更多的通路可进步PCI Express链路的带宽。规范支撑的链路通路带宽有x1、x4、x8和x16四种。
PCI Express的高档特性包含：
自动功耗办理：在PCI Express中，不论总线上是否有信号传送，总线接口总是一直在作业。闲暇状态下，总线上没有任何操作时，这样会导致很高的功耗。为下降功耗，PCI Express供给了自动功耗办理机制，以便下降总线闲暇时的功耗。
实时数据流量：PCI Express确保数据包在虚拟通道的给定时刻内抵达其目的地，完成了不同等级的服务质量(QoS)。
热插拔：PCI Express支撑体系作业时的热插拔，缩短了体系更新和调试阶段的停机时刻。
误码勘探和纠正：因为数据链路层的循环冗余码校验(CRC)功用，PCI Express可以更好地查看数据完好性，进行误码处理，进步总线操作的牢靠性，增强数据康复的才能。
完成PCI Express接口的难点
选用定制逻辑在专用产品中完成PCI Express接口有许多难点：
自习惯硬件：规划专用产品所选用的硬件渠道有必要可以满意PCI Express协议的电气规范和功用要求。在存储器、服务器和背板等典型PCI Express终端运用中，根据PC的网络在带宽需求和数据速率上开展很快。这类产品还需要灵敏地习惯那些或许代替现有规范的新规范。
体系功用：因为PCI Express链路的预期数据速率在Gbps规模内，因而，时序裕量十分严重。完成任何PCI Express接口都有必要满意体系严厉的功用要求。
牢靠性：要完成这一协议有必要确保产品在或许饱尝的作业电压和温度(PVT)改变规模内有牢靠的功用体现。
通用性：PCI Express接口常常用于衔接不同的半导体器材。因而，该协议的产品有必要与市场上其他PCI Express器材兼容。
运用方便：关于体系规划人员而言，PCI Express应该完成起来比较简单(或许换句话说，翻开包装就能用)。这一般是指可以供给参阅规划、界面友爱的软件东西、验证规划的原型开发渠道，以及完好的文档等。
FPGA中的PCI Express接口
FPGA一般用于桥接运用不同协议的器材。并且，因为逻辑门容量的添加，体系级特性的丰厚，以及体系吞吐量的进步，FPGA还被逐渐承当体系中心功用。
在最近几年中，FPGA供货商开端选用吉比特收发器模块等硬件IP来完成高数据速率的高速串行I/O接口。例如，Altera公司的Stratix II GX FPGA每通道数据速率高达6.375 Gbps。选用吉比特收发器模块，现在可以在一片FPGA中完成高速串行协议，包含千兆以太网、串行Rapid IO、PCI Express、XAUI和HD-SDI等。
吉比特收发器模块一般包含物理层和物理编码子层(PCS)，如图2所示。上层协议以硬件描绘言语(HDL)编写的IP在FPGA架构中完成。
图2 PCI Express高速串行I/O
FPGA的PCI Express接口有显着的优势：
灵敏性：因为FPGA架构在本质上具有可编程性，因而，选用FPGA的任何产品在通路数量、特性、完成定制硬件的或许性，以及与其他半导体器材的衔接都有很大的灵敏性。
简单更新：选用FPGA的产品可以习惯协议和功用需求的改变。因而，这类产品可以防止过期，简单进行更新。
功用老练：FPGA中的吉比特收发器模块可以确保具有时序裕量。图3中的PCI Express眼图通过验证，契合PCI-SIG规范。这意味着，用户甚至在发动规划之前，就可以坚信产品的兼容性。
图3 Stratix II GX 中的PCI Express接口契合PCI-SIG
运用方便：FPGA供货商还供给开发板、参阅规划和规划攻略，下降了完成PCI Express接口的难度。例如，Altera供给界面友爱的PCI编译器东西，很简单在Stratix II GX FPGA中对多通路PCI Express接口进行定制、构建和测验(图4)。
图4 运用方便的PCI编译器软件东西
通用性：Stratix II GX FPGA在与其他PCI Express兼容器材在通用性上成功地通过了测验，例如Freescale公司的PowerQU%&&&&&%C III处理器。
FPGA中集成了吉比特收发器之后，曾经选用分立收发器芯片的高速体系规划人员，现在可以充分利用FPGA的灵敏性以及产品及时面市的优势，将精力会集在发明更高效能和下降危险上，一起他们还可以及时应对市场上的各种需求改变。
