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PCIe 接口介绍

PCIe 接口简介

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）总线的诞生与 PC(Personal Computer)

的蓬勃发展密切相关，是由 PCISIG (PCI Special Interest Group，主要是 intel)推出的一种

局部并行总线标准，主要应用于电脑和服务器的主板上（目前几乎所有的主板都有 PCIe

的插槽），功能是连接外部设备（如显卡、存储、网卡、声卡、数据采集卡等）。

PCI 总线规范最早在上世纪九十年代提出，属于单端并行信号的总线，目前已淘汰，被

PCIe 总线（在 2001 年发布，采用点对点串行连接）替代。目前 PCIe 的主流应用是

3.0，4.0 还没正式推出，但标准已经制定的差不多了。

PCI 总线使用并行总线结构，在同一条总线上的所有外部设备共享总线带宽，而 PCIe 总

线使用了高速差分总线，并采用端到端的连接方式，因此在每一条 PCIe 链路中只能连接

两个设备。这使得 PCIe 与 PCI 总线采用的拓扑结构有所不同。PCIe 总线除了在连接方

式上与 PCI 总线不同之外，还使用了一些在网络通信中使用的技术，如支持多种数据路

由方式，基于多通路的数据传递方式，和基于报文的数据传送方式，并充分考虑了在数

据传送中出现服务质量 QoS (Quality of Service)问题。

每一个 Lane 上使用的总线频率与 PCIe 总线使用的版本相关。

总线频率

1.25GHz

2.5GHz

4GHz

1.x

2.x

3.X

8GT/s

128/130b编码

如上表所示，不同的 PCIe 总线规范使用的总线频率并不相同，其使用的数据编码方式也

不相同。PCIe 总线 V1.x 和 V2.0 规范在物理层中使用 8/10b 编码，即在 PCIe 链路上的

10 bit 中含有 8 bit 的有效数据；而 V3.0 规范使用 128/130b 编码方式，即在 PCIe 链路上

的 130 bit 中含有 128 bit 的有效数据。

实际使用中，PCIe 无法一直维持在峰值传输状态，因为编码方式、链路管理消耗、存储

时间延迟等原因，一般只有 50%～60%的效率。

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