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1、1 PCIe 简介PCI-Express是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“ 3GI0；是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG（ PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为 “PGIExpress”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到 10GB/s 以上，而且还有 相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格，从 PCI Express 1X到PCI Express 16X，能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的
2、主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。PCI Express （以下简称PCI-E ）采用了目前业内流行 的点对点串行连接，比起 PCI 以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自 己的专用连接， 不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到 PCI 所不能提供的高带宽。相对于传统PCI 总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E 的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类 似。PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括XI、X4、X8以及X16，而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。PCI-E规格从1条通道
3、连接到32条通道连接，有非常强的伸缩性， 以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。 此外， 较短的 PCI-E 卡可以插入 较长的 PCI-E 插槽中使用， PCI-E 接口还能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。 PCI-E X1 的 250MB/ 秒传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的 需求，但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此，用于取代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16，能够提供5GB/S的带宽，即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/S左右的实际带宽，远远超过 AGP 8X 的 2.1GB/s 的带宽。尽管PCI-E技术规格允许实现
4、 X1 （ 250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道 规格，但是依目前形式来看， PCI-E X1 和 PCI-E X16 已成为 PCI-E 主流规格，同时很多芯 片组厂商在南桥芯片当中添加对 PCI-E X1 的支持，在北桥芯片当中添加对 PCI-E X16 的支 持。除去提供极高数据传输带宽之外， PCI-E 因为采用串行数据包方式传递数据， 所以 PCI-E 接口每个针脚可以获得比传统 I/O 标准更多的带宽， 这样就可以降低 PCI-E 设备生产成本和 体积。另外， PCI-E 也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，为优先传输数 据进行带宽优化。2.
5、 PCIe X1 插槽接口:PEX8311为单通道PCI Express接口芯片，适用于 PCIe X及以上的PCIe插槽。PCIe X分为A面和B面各18个管脚，据此可以定义接口卡的PCIe金手指。序号B面功能A面功能01+12v+12v电压PRSNT1#热拨插存在检测02+12v+12v电压+12v+12v电压03RSVD保留针脚+12v+12v电压04GND地GND地05SMCLK系统管理总线时钟JTAG2测试时钟、JTAG接口输出时钟06SMDAT系统管理总线数据JTAG3测试数据输出07GND地JTAG4测试模式选择08+3.3v+3.3.V电压JTAG5测试模式选择09JTAG1测
6、试复位，JTA(接口复位时钟9+3.3v+3.3.v电压103.3vaux3.3v辅助电源+3.3v+3.3.v电压11WAKE#链接激活信号PERST#PCIe复位信号12RSVD保留针脚GND地13GND地REFCLK+差分信号对的参考时钟14PETpO0号信道发送REFCLK-15PET nOGND地16GND地PERpO17PRSNT2#热拨插存在检测PER nO0号信道接收18GND地GND地3. PEX8311管脚功能PEX8311 RDK硬件参考手册中，提供了该开发板的详细电路原理图，在研读、分析和测试的基础上进行消化，其中最主要是PEX8311的管脚描述和功能使用。通过对管脚（
7、BALL ）的具体分析，进一步加深了对器件功能的理解，可以设计出合理高效的原理图。1）PEX8311管脚的分类：PCI Express信号：包括 PCI Express接口信号，PCI Express配置空间串行 EEPROM信号；Local总线接口信号：包括 Local总线C总线模式（非复用模式）信号、 Local总线J总线模 式（复用模式）信号和 Local配置空间串行EEPROM接口信号；JTAG信号；测试信号；NC （未连接）信号；电源和地信号；其它信号。2）管脚描述 2.1）PCI Express 接口信号（ 9个）PERnO：输入，负向的 PCI Express差分接收信号；PER
8、pO：输入，正向的 PCI Express差分接收信号；PERST#:双向，PCI Express复位信号；在Endpoint模式下，作为输入信号，对桥接芯片进 行复位；在 Root Complex 模式下，作为输出信号，在 PCI 被复位时输出有效信号；PETnO：输出，负向的 PCI Express差分发射信号；PETpO:输出，正向的 PCI Express差分发射信号；REFCLK-:输入，负向的PCI Express差分时钟输入信号， PCI Express允许100MHz的宽频 参考时钟，在Endpoint模式下该管脚连接到 PCI Express总线的REFCLK-上；在Root
9、 Complex 模式下连接到外部的差分时钟源上；REFCLK+ :输入，正向的 PCI Express差分时钟输入信号， PCI Express允许100MHz的宽 频参考时钟，在 Endpoint 模式下该管脚连接到 PCI Express 总线的 REFCLK+ 上；在 RootComplex 模式下连接到外部的差分时钟源上；WAKEIN# :输入，在Root Complex模式下，作为输入信号，当处于L2连接状态时 PCI Express 设备接收外部唤醒信号；WAKEOUT# :开路输出，在 Endpoint 模式下，作为输出信号，当处于 L2 连接状态时输 出唤醒信号；2.2）PC
10、I Express 配置空间串行 EEPROM 功能支持信号（ 4 个）EECLK :输出，串行 EEPROM 时钟信号，该管脚直接连接到串行 EEPROM 的串行时钟输 入端 SCK 管脚， EECLK 的频率可有 PECS Serial EEPROM Clock FrequencyEECLKFREQ ） 寄存器编程设置，范围为 2M-25M ；EECS#:输出，串行EEPROM片选信号，低电平有效的片选信号， 直接连接到 EEPROM的CS#管脚；EERDDATA :串行EEPROM数据读，直接连接到 EEPROM的数据输出 SO管脚；EEWRDATA :串行 EEPROM 数据写，直接连
11、接到 EEPORM 的数据输入 SI 管脚。2.3）Local 总线接口 C 总线模式（非复用模式）信号（ 96 个）ADS# :双向，地址选通信号，表明地址有效，可以开始新的总线访问；BIGENG# :输入，Big Endian （高位在后）选择信号，在Local总线进行主控（Master）传输或配置寄存器访问时该信号有效，采用高位在后的字节排序方式操作；BLAST# :双向，突发临终信号，作为输入信号，在 Local 主控总线有效该信号，表示总线 访问的最后一个数据到达；作为输出信号， PEX8311 有效该信号，表示总线访问的最后一 个数据到达；BREQi :输入，总线申请信号， Loc
12、al 总线申请总线时有效，当通过配置寄存器使能该位后， 当 PEX8311 正在直从模式或 DMA 传输时，会释放总线；BREQo :输出，终止总线申请信号，当补偿定时器终止，Local总线占用总线结束；BTERM# :双向，突发终止信号，作为输入信号，该信号有效时，PEX8311 会终止当前传输，若当前传输未及时完成，则产生一个新的地址周期继续传输；作为输出信号， 当检测到一个 PCI 异常中断信号后， PEX8311 输出该信号用来终止当前传输；CCS#:输入，配置寄存器选择信号，当Local总线访问PEX8311时，内部PEX8311的LCS寄存器被该信号选择；DACK1:0# :输出，
13、 DMA 通道选通确认信号；DMPAF/EOT# ：复用管脚，缺省的功能未 DMPAF 输出，需要配置 (LCS DMAMODE0 14 and DMAMODE1 14=00b) ，作为 DMPAF ，即直从模式下可编程 FIFO 写满标志信号使用时， 可通过 LCS DMPBAM 10, 8:5.来设置； 作为当前 DMA 通道传输结束信号标志 ( EOT# )输 入时，用来终止当前的 DMA 传输，注意在使用前需要保证已经激活了 DMA 通道；DP3:0 ：双向，数据校验信号，校验位在 PEX8311 进行读写操作时有效，对总线的四字节 通道数据进行校验；DREQ1:0:输入，DMA通道命
14、令模式下的请求信号，DREQO#关联通道0, DREQ1#关联通道 1；LA31:2 :双向， Local 地址信号，提供的是总线物理地址的高 30位(缺省为 32 位数据传 输，不需要低 2 位)， 当进行突发模式的传输时，地址会自动累加用以表示一个持续的数据 周期；LBE3:0# :双向，本地字节使能信号，用来表明四字节数据传输时的字节有效。利用此信 号可以实现 32 位、16位和 8 位数据传输，同时由该管脚提供辅助增加的地址信号；LCLK :输入， Local 总线时钟信号，该管脚任何操作都必须外接时钟信号；LD31:0 : Local 数据总线信号。当 PEX8311 配置为 Loc
15、al 总线主控时，可以传输 8位、16 位或 32 位数据；当进行直主模式访问 PEX8311 时必须位 32 位数据传输；LHOLD :输出， Local 总线独占请求信号，有效时独占 Local 总线；LHOLDA :输入， Local 总线独占应答信号，当当前 Local 总线的拥有者响应 LHOLD 信号 后，Local总线仲裁器有效该信号； PEX8311未发出LHOLD信号时，不能把 LocaI总线使 用权赋给 PEX8311 ；LINTi# :输入， Local 中断输入信号，在使能 LCS Interrupt Control/Status 寄存器的(INTCSR 11,8 = 11b)后，PCI Express 有效 INTA ；LINTo# :输出， Local 中断输出信号，当中断条件发生或 LCS Interrupt Control/Status寄存器设置后，该管脚
