瑞萨科技公司近日宣布开发符合 PCI Express®*1 Base 规范2.0版(PCI Express 2.0)高速串行接口标准要求的逻辑与物理层 IP。
PCI Express 2.0是 PCI Express 标准的最新版本(Rev. 2.0),支持速度高达 5.0Gb/s(Gbps)的高速数据传输。
新型 IP 是首批接受由标准机构 PCI-SIG®*2主办的兼容性测试认证大会#62(2008年9月8-12日)Rev. 2.0 认证的逻辑与物理层产品之一,并且支持 65nm 工艺节点。整合了该 IP 的 LSI可以轻松地连接到其它支持 PCI Express 2.0 标准的器件,从而使得开发人员能够创建具有高端图形处理功能的系统。
< 产品背景资料 >
外设部件互联(PCI)是一个用于连接个人计算机(PC)的微处理器和外设器件与外围设备的接口。PCI 是 PCI-SIG 指定的并行传输接口标准,并广泛用作标准 PC 接口。大量外设器件产品支持 PCI 标准。
然而,随着 PC 性能的逐年提升,处理大数据量的图表和其他应用变得更加众多。数据量预计会不断上升,从而导致 PCI 的传输性能不足以完成工作任务。这就要求 PCI-SIG 开发出新一代接口标准----即 PCI Express,来支持高速串行数据传输。目前,大量产品都跟 Rev. 1.1 兼容,其支持的最高数据传输速度为 2.5 Gbps。然而,在图形和存储等领域的应用仍然需要在更宽的带宽下完成大量数据传输。全新的Rev. 2.0 提供了速度是Rev. 1.1 的2倍的高速数据传输,并且支持Rev. 2.0 的产品数量预计会迅速增加。
同时,就大型系统和提高的开发效率而言,嵌入式应用领域也需要用于连接外设器件、LSI等的标准接口。为此,面向嵌入式应用的 LSI已经开始提供 PCI 接口功能,从而能够使用众多面向 PC 的 PCI 兼容型外设器件。并且,多媒体之类的嵌入式器件现在也需要具有在达到 PC 传输的速度下完成大量数据传输的功能。这就导致了对 PCI Express 支持需求的增长。
瑞萨科技公司开发并且获得了支持 PCI Express Rev. 1.1 的 IP 认证,并且发布了整合了该 IP 的微处理器和 SoC(片上系统)。现在,瑞萨已经开发了支持新 PCI Express 2.0 标准的 IP,其提供了速度为 PCI Express 1.1 的2倍的高速数据传输。
< 特性 >
IP 特性如下:
(1) |
得到了官方认证,并且支持最新的 PCI Express 标准 Rev. 2.0 |
PCI Express是一种采用差分信号的高速串行接口。最新的 Rev. 2.0 标准支持的最大传输速度为 5.0 Gbps,这是早期的 Rev. 1.1(2.5 Gbps)的2倍。这就意味着为每条通道*3实现了有效速率为 500Mb/s 的高速数据传输。为此,需要更复杂的设计技术来实现可以处理 Rev. 2.0 的电路。 瑞萨科技公司先前开发和致力于支持 Rev. 1.1 的 IP 产品。将在过去的开发工作中积累的专业知识和高级技术能力用来实现支持 Rev. 2.0 和 65nm 工艺节点的新型 IP。该 IP 是首批接受 Rev. 2.0 认证的产品之一。 通过使用整合了该认证 IP 的微处理器或 SoC 产品,开发人员可以创建能够快速传输大量数据的高速系统。 |
(2) |
降低了功耗 |
新型 IP 实现了上配置*4功能,能够在操作过程中动态地转换传输速率。跟 PCI Express 2.0 标准中规定的一样,该功能实现了动态切换,如下所述:
1. 当需要高速数据传输时,多条通均在 5.0 Gbps 的最大传输速率下运行。
2. 当传输量较低时,优先降低功耗。只有一条通道在 2.5 Gbps(这是最大速率的一半)的传输速率下运行。 与瑞萨科技公司支持 Rev. 1.1 的早期 IP 相比,新型 IP 节省了高达50%的功耗。现有功耗管理功能和新型上配置功能组合极大地降低了系统总功耗。 |
(3) |
能够选择适合特殊应用需求的功能选项 |
当新型 IP 被整合到 MCU 或 SoC 之类的产品中时,用户能够选择适合其目标系统的功能选项。 主要功能选项包括器件特性(根端口/端点*5选择)、最大有效载荷*6、虚拟通道*7的数量、函数* 8数量、片上缓冲器大小和通道数量。通过适当整合这些选项,用户就能够实现特别适于其正在开发的系统的 LSI。 |
瑞萨科技公司计划在2009年推出首批整合了该新型 IP 的产品,该产品将用于需要能够传输大量数据的图形和存储等领域的系统中。瑞萨科技公司计划将其 IP 最终扩展到甚至比 65 nm 更精密的工艺节点上,以及提供面向主要应用的增强功能,如增加通道数量。
瑞萨科技公司将开展包括 PCI-SIG 兼容计划在内的系统环境评估来简化用户的开发工作。
< 注释 >
Notes: |
1. |
PCI Express是一种由标准机构 PCI-SIG设定的高速串行数据传输标准。最新官方版本为 Rev. 2.0,这是在 Rev. 1.0、Rev. 1.0a 和 Rev. 1.1 的基础上发展而来的。Rev. 1.1 是一种数据传输标准,最高速度为2.5 Gbps,而 Rev. 2.0 的最高速度则达到 5.0Gbps。 |
2. |
PCI-SIG(外设部件互连-特别兴趣小组):一家标准机构,制定外设部件互连(PCI)计算机总线相关的标准。 PCI-SIG®和 PCI Express®是 PCI-SIG的注册商标或服务标志。 PCI-SIG 网站地址: http://www.pcisig.com/ |
3. |
通道:PCI Express 利用点对点差分信号实现了串行传输。差分传输是指沿各个方向通过2条信号线路进行通信,并且利用独立的信号线路来进行发射和接收。因此,至少需要4条信号线路方可完成发射和接收任务。这个最小配置即为一条通道。 |
4. |
上配置功能是 Rev. 2.0 中新规定的一种功能。它使得我们能够随便更改通道数量和传输速率。 |
5. |
根端口/端点:根端口是控制整个 PCI Express系统的器件,通常被整合到 PC 中。端点是系统的组成部分之一,通常被整合到支持 PCI Express的外设器件中。 |
6. |
有效载荷:单次传输操作过程中被移动的数据量。最大有效载荷为 4Kb。 |
7. |
虚拟通道:各个 PCI Express 器件均被划分成多条虚拟通道,并且各个虚拟通道均划分了优先等级。这种设置可以轻松地将较高的优先级分配给那些需要实时性能的数据(如视频和音频)传输,而将较低的优先级分配给其它数据。 |
8. |
函数:虚拟多函数可以在各个 PCI Express 器件内进行赋值。这样就可以在单个器件中轻松实现多个应用。 | |