PCIe扫盲——PCIe简介

news/2025/3/21 9:24:48/

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PCI-Express是继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线，即3GIO。由Intel在2001年的IDF上提出，由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”。它的主要优势就是数据传输速率高，另外还有抗干扰能力强，传输距离远，功耗低等优点。

注：第一代总线一般指ISA、EISA、VESA和Micro Platforms。第二代总线一般指PCI、AGP和PCI-X。

此外，我们在示波器等测量设备中常见到的CPCI和PXI实际上是PCI在仪器仪表接口领域的延伸，PXI和PCI-X是两种不同的总线，PCI-X主要用于服务器系统中，在PC中很少使用。具体可以参考我之前转载的博文：http://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100052997

图中的PCI-E的传输速率指的是实际的有效传输速率，为RAW Data速率的80%，因为PCI-E（Gen1&Gen2，Gen3中使用了新的方式，即128b/130b）中使用了8b/10b编解码技术。关于8b/10b可以参考我之前发的博文：http://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100052814
PCI-Express总线的Spec中明确规定了PCI-Express的缩写为PCIe，但很多情况下，大家为了方便常把它缩写为PCI-E。
PCI-E接口根据总线位宽不同而有所差异，一个PCI Express连接可以被配置成x1， x2， x4， x8， x12， x16和x32的数据带宽。 (x2 and x12 link widths are optional) PCI-E 各种位宽Device可以自由搭配使用，比如x1 的卡可以插到x8的插槽中使用， x8 的卡可以插到x16的插槽中使用，升级方便。

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一些常见的PCI-E设备如下图所示：

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目前PCI-E已经更新到第四代（即PCI-E 4.0，Gen4），很快Gen5也会到来：

本次连载的博文将以PCI-Express Base Spec V2.0为基础，结合Mindshare的PCI Express System Architecture一书和网络上的一些博客和部分公司的培训教程等。

由于PCI-E是从PCI/PCI-X继承发展而来，PCI-E在应用层（软件上）几乎是全完兼容PCI/PCI-X设备的。在硬件层面上，可以借助PCI-E to PCI/PCI-X桥来与其完成对接。并且PCI-E是一种非常复杂的总线，因此学习PCIe的同时也必须提前对PCI和PCI-X总线有一定的了解，所以下面的连载博文将先从PCI和PCI-X总线介绍开始。但是并不会详细的介绍，而只是提一下其基本的概念，以及PCI-E与PCI/PCI-X的继承与改进的关系。

由于本人也是初学，文章中难免会有一些疏忽或者错误，如有发现，恳请指正！此外，最近的事情也比较多，文章的更新速度可能会受到影响，还请见谅。哈哈哈