PCI Express Pavel Stianko

2 Požadavky doby Vysoká přenosová rychlost Quality of service – data musí být v určitý čas přístupná pro zpracování Zvyšování a zkvalitňování toku dat v aplikacích

3 Nevýhody PCI Malá přenosová rychlost rychlost MB/s

4 Nevýhody PCI Používá paralelní přenos dat = vždy spolu mohou komunikovat jen 2 zařízení najednou a ostatní musí „mlčet“ Ani 4.3GB/s, které nabízí nejrychlejší varianta PCI-X není příliš, pokud je na sběrnici připojeno více náročných zařízení – PCI-X je totiž také paralelní. Malá kvalita přenosu

5 Nevýhody PCI Složitý návrh plošných spojů Málo místa na spojích

6 PCI Express historie Dříve označována jako 3GIO (Third Generation Input and Output) Intelem v roce 2004 přejmenováno na PCI Express dnes nejrozšířenější

7 Novinky Sériová komunikace napětí 0.8V a frekvenci 2.5GHz (PCI 33Mhz) >> až 8GB/s jedním směrem v módu x32 100% zpětná softwarová kompatibilita s PCI. Hot Plug / Hot Swap Výrobní cena sběrnice je stejná jako u PCI PCI Express slot je schopen dodat 75W (PCI 40W)

8 Struktura Každý PCI Express slot je přímo připojen k jižnímu můstku základní desky >> menší zpoždění Výjimkou je PCI Express slot pro grafickou kartu, (severní můstek)

9 Lane, Link využívá dva vodiče v diferenciálním zapojení Link reprezentuje komunikační kanál mezi dvěma zařízeními sběrnice Lane dva nízkonapěťové diferenciální páry - přijímací a vysílací

10 Konektory Menší PCIe karty zapadnou do větších PCIe slots Počítač jednoduše ignoruje zbývající kontakty Například: x4 může být zapojena do x16 slotu x16 karty jsou příliš velké do x4 sloty.

11 PINNÁZEVPOPIS A1A1+12V Napájení +12V A2A2+12V Napájení +12V A3A3RSVDVyhrazeno pro budoucí použití A4A4GNDZem A5A5SMCLKSystem Managenet Bus Clock A6A6SMDATSystem Management Bus Data A7A7GNDZem A8A8+3,3V Napájení +3,3V A9A9JTAG1TRST, reset JTAGu A103,3Vaux Pomocné napájení 3,3V (wake-up) A11WAKE# Signál pro reaktivaci zařízení z PWD A12RSVDVyhrazeno pro budoucí použití A13GNDZem A14PETp0Vysílač - Lane 0 pozitivní A15PETn0Vysílač - Lane 0 negativní A16GNDZem A17PRSNT2# Detekce přítomnosti karty Hot-Plug

12

13 Konektory - porovnání PCI Express PCI AGP

14 Architektura podobnost v dělení vrstev se síťovým modelem ISO-OSI Architektura typu peer-to-peer umožňuje nezávislou komunikaci

15 Transakční vrstva Hlavička Vlastní data Kontrolní součet PCI-e packet

16 Linková vrstva zajišťování integrity dat - detekce a oprava chyb data přijatá z transakční vrstvy jsou opatřena kontrolním kódem, identifikačním číslem a poslána do fyzické vrstvy PCI-e packet

17 Fyzická vrstva veškeré obvody nutné pro připojení k linku komunikace mezi linkem a linkovou vrstvou Doplněno o kódy začátku a konce paketu podobně, jako je tomu u síťových paketů doplněny další informace zajišťující synchronizaci PCI-e packet

18 Shrnutí + zvýšení propustnosti dat 100% zpětná softwarová kompatibilita s PCI. + zmenšení rozměrů karet + zjednodušení návrhu plošných spojů + sjednocení různých platforem (síťové karty, grafické karty, komponenty PC, …) + připojovat zařízení pomocí kabelů - relativní složitost vlastního protokolu

19 Budoucnost leden 2007 – PCI Express 2.0 (z 2,5Gb/s > 5Gb/s) ~ PCI Express 3.0 (takt 8 GHz)

20 Konec! Děkuji za pozornost