【技術文章】PCI Express Overview

Granite River Labs, GRL
Wing Tseng 曾威華 

 

          PCI Express 簡稱 PCIe,是電腦匯流排的一個重要分支,它沿用現有的 PCI 編程概念及訊號標準,並建構建了更加高速的串行通訊系統標準。從個人 PC 問世之後,主機板上使用到許多匯流排擴充槽。目前的電腦匯流排規格中以 PCIe 為最常見,PCIe 可以讓南橋與其他晶片組、裝置和顯示卡連接起來,大大增加了電腦的功能。

 

» 電腦匯流排的歷史

那在認識 PCIe 之前,我們先來介紹 PCIe 的前身,以下將 PCIe 的前身整理成下表:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

表 1

 

負責訂定 PCI / PCI-X / PCIe 的 PCI-SIG(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group)於 1992 年成立。

PCIe 與 PCI / PCI-X 不同也整理如表二:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

表 2

 

PCI / PCI-X 使用並行傳輸,當傳輸速率越來越快時,干擾問題也越無法掌控,PCIe 則使用串行傳輸且利用差分訊號可快速修正誤差,進而達到傳輸速率的大幅提升。

 

» PCIe 規格與角色介紹

PCIe 插槽通道寬度目前最常見的有:x1、x4、x8、x16 四種,歷代規格整理如表三:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

表 3

 

在 PCIe 的世界中,角色及接頭整理如表四:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

表 4

 

» PCIe 腳位圖

以 Adding In Card 為例,主要凸出零組件在 B 面(正面),A 面(背面)為 PCB 與平貼元件如圖一所示:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

圖 1

 

PCIe 腳位圖整理如下表:

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

GRL, test lab, certification test, USB, USB4, PCIe, PCle 2.0, PCle 4.0, PCle 3.0, USB compliance test, PCle compliance test, PCI-SIG, PCle test, PCle 4.0 compliance test, Electrical Test, Lane, Physical Layer, PCIe測試, PCIe認證, 電腦匯流排, PCI-X, PCIe 腳位

表 5

 

除了上述的 PCIe 傳統接頭之外,目前 PCIe 的接頭也應用到 M.2 及 U.2(SFF-8639),為了是能使用在更小的產品上。

 

 

參考文獻

  • PCI Express Card Electromechanical Specification Revision 3.0, July 21, 2013

 

文章下載

 

作者
GRL 台灣技術工程師 曾威華 Wing Tseng

擅長 USB、PCIe、SATA 介面測試。GRL 技術文章作者及講師。希望幫助大家順利測試拿到介面 Logo,彼此互相交流共同成長飛翔。

想瞭解更多相關服務,歡迎聯絡:

11493台北市內湖區內湖路一段516號4樓
電話: +886 (2) 2657-2199 #105
Email: info_taiwan@graniteriverlabs.com
官網: www.graniteriverlabs.com.tw

 

本文件中規格特性及其說明若有修改恕不另行通知。                        發佈日期 2019/07/29 AN-190702-TW