概述

PCI Express® (PCIe®) 是一種通用序列互連機制，適用於通訊、資料中心、企業、嵌入式、測試和測量、軍用和其他市場的各種不同應用。它可以用來當作是周邊裝置互連、晶片對晶片介面，也可以作為通往許多其他通訊協定標準的橋接器。

AMD 為許多器件內部的 PCI Express，提供高效能、低功耗的整合式區塊。

AMD 還提供 DMA 和橋接硬、軟式 IP 區塊，這些 IP 可以利用整合式 PCI Express 區塊、搭載 PCI Express 連接器的開發板、連線套件、參考設計、驅動程式和工具，讓 PCIe 型設計的實作變得輕鬆省力。

從側邊欄導覽樹狀目錄中選取一個器件系列，以瞭解 AMD 的 PCI Express 解決方案產品組合。

AMD Versal 自適應 SoC 解決方案

利用 PCI Express® 規格實作的系統，在資料中心、通訊和嵌入式應用相當普遍。Versal™ 架構提供的多種連線選項，可直接支援使用者的需求，讓使用者在運用進階標準型介面時，能夠專注在自身的核心專業上。Versal 架構的整合式 PCI Express 區塊，提供了頂級效能水準，而且易於使用，效率優於全軟式 IP 解決方案。Versal 架構整合了五種整合式 PCI Express 區塊：

  • MDB5：PCI Express Rev. 5.0 整合式區塊，搭載 DMA/橋接
  • CPM5：PCI Express Rev. 5.0 整合式區塊，搭載 DMA/橋接
  • PL PCIE5：PCI Express Rev. 5.0 整合式區塊
  • CPM4：適用於 PCI Express 修訂版 4.0 的整合式區塊，搭載 DMA/橋接
  • PL PCIE4：適用於 PCI Express 修訂版 4.0 的整合式區塊

MDB5、CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 搭配現有 GTYP 和 GTY 收發器使用，能夠讓介面在規格定義的資料速率下運作。資料速率有高有低，最低是一條通道每通道 2.5 GT/s (Gen1x1)，最高則視其各自的額定最大連結配置而定，有些整合式區塊可達到 8 條通道每通道 32 GT/s (Gen5x8)，以及 16 條通道每通道 16 GT/s (Gen4x16)。

下表是在 Versal 架構中，PCI Express 整合式區塊的主要特徵摘要。請參閱 Versal 架構和產品資料表：概覽 (DS950)，深入瞭解不同可訂購器件、封裝和速度/電壓等級搭配組合下的相關資源及功能。


 

 Versal 架構整合式 PCI Express 區塊

MDB5
檢視圖表

CPM5
檢視圖表

PL PCIE5
檢視圖表

CPM4
檢視圖表

PL PCIE4
檢視圖表
相關
規格		 PCIe Rev. 5.0 PCIe Rev. 5.0 PCIe Rev. 5.0
 PCIe 修訂版 4.0
 PCIe 修訂版 4.0
最大 PCIe
連結配置		 Gen5x4
2 個 Gen5x2
Gen5x2		 2 個 Gen5x8
Gen4x16
2 個 Gen4x8		 Gen5x4
Gen4x8
Gen3x16		 Gen4x16
2 個 Gen4x8		 Gen4x8
Gen3x16
PCIe 埠
支援類型		 EP、RP EP、RP、
切換		 EP、RP、
切換		 EP、RP、
切換		 EP、RP、
切換
關鍵 PCIe
功能		 SR-IOV
8PF/64VF		 SR-IOV
16PF/4KVF		 SR-IOV
8PF/4KVF		 SR-IOV
4PF/252VF		 SR-IOV
4PF/252VF
整合式 DMA/橋接 需要兩個橋接器，
兩個選配 DMA		 兩個選配
QDMA/橋接器		 - 一個選配
QDMA/橋接器或 XDMA/橋接器		 -

MDB5、CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 可透過減少連結配置，為產品設計進行成本最佳化，支援新穎的外型規格，板卡複雜性且縮減功耗成本。此外，減少連結配置可能有助於降低可程式化邏輯資源使用率，這一點具體取決於為了擴大這些整合式區塊的應用層級功能，使用了哪些軟式 IP 解決方案，及其性質為何。CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 可配置為端點 (EP)、根埠 (RP) 和切換埠三種類型。MDB5 可設為「端點 (EP)」和「根埠 (RP)」兩種類型。

針對整合於 Versal 架構中的 PCI Express 區塊，AMD有預先驗證的高效能 DMA/橋接器子系統，可讓使用者將設計投資集中在其最有價值的領域。  AMD 提供的 DMA/橋接器子系統包括：

  • MDB5 含有兩個用於 PCI Express 的控制器，並整合兩個 DMA/橋接器子系統的實體。是否使用整合式 DMA，可自行選擇，且每個實體都可以獨立客製化。DMA 子系統提供與整合式處理器和 AXI Interconnect 的緊密耦合。子系統還擁有橋接功能。資料之移動，可透過記憶體對應技術完成，包括可程式化晶片上網路 (NoC)。
  • CPM5 含有兩個用於 PCI Express 的控制器，亦整合兩個 QDMA/橋接子系統的實體。是否使用整合式 DMA，可自行選擇，且每個實體都可以獨立客製化。QDMA 子系統提供可擴充佇列型 DMA，以低延遲移動大量資料，並支援企業級產品經常需要的多種實體和虛擬功能。要將資料移動到 Versal 自適應 SoC 的可程式化邏輯中，可透過記憶體對應技術（包括可程式化晶片上網路 (NoC)）或串流技術實現。子系統還擁有 AXI Interconnect 的橋接功能。
  • CPM4 含有兩個用於 PCI Express 的控制器，亦整合一個 QDMA/XDMA/橋接子系統的實體。是否使用整合式 DMA，可自行選擇。使用時，可將其配置為前文針對 CPM5 所提到的那種 QDMA 子系統，也可以配置為 XDMA 子系統。要將資料移動到 Versal 自適應 SoC 的可程式化邏輯中，可使用記憶體對應技術（包括可程式化 NoC）或串流技術實現。子系統還擁有 AXI Interconnect 的橋接功能。
  • PL PCIE5 和 PL PCIE4 是個別的 PCI Express 控制器，這兩種控制器如果要實作 DMA/橋接器子系統，可透過 Vivado™ Design Suite IP 目錄取得 AMD 提供的軟式 IP，且 AMD 自適應運算合作夥伴還提供其他解決方案。

對於大多數的使用者，目錄中的 DMA/橋接子系統可提供省時的基礎架構，實現高效能統包式資料移動。請參閱 Versal Adaptive SoC CPM DMA and Bridge Mode for PCI Express 產品指南 (PG347)、Versal Adaptive SoC DMA and Bridge Subsystem for PCI Express 產品指南 (PG344)，以及 AMD 自適應運算合作夥伴 Smartlogic GmbH 提供的 AXI Bridge with DMA for PCIe 解決方案。

欲保留其驅動程式和應用程式軟體投資，或運用對終端應用程式的獨到知識，進行功能客製化或最佳化的使用者，可能會要附加自有的 DMA/橋接器子系統，針對此事，我們亦提供相關選項，供使用者直接設計到 CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 區塊的 PCI Express 控制器中。請參閱 Versal Adaptive SoC CPM Mode for PCI Express 產品指南 (PG346)，以及 Versal Adaptive SoC Integrated Block for PCI Express LogiCORE IP 產品指南 (PG343)。AMD 為了實現完全客製解決方案的終極自由，為 PCI Express 提供彈式 IP 核心 PHY，讓設計人員能將自有 PCI Express 控制器，附加到現有的 GTYP 和 GTY 收發器。Fidus Systems, Inc. 等 AMD 自適應運算合作夥伴可提供具備獨特價值主張的開發與諮詢服務，藉此差異化並加速 Versal 自適應 SoC 的設計。

支援產品和技術

適用於 PCI Express 的高速序列收發器

UltraScale+ 器件解決方案

AMD 16 nm UltraScale+™ 器件，整合今日的資料中心、通訊和嵌入式應用所需的多種基本 PCI Express® 功能。UltraScale+ 器件使用三種類型的整合式區塊：PCIE4、PCIE4C 和 PCIE4CE。

PCIE4 區塊符合 PCI Express 基本規格 v3.1，最高支援 Gen3x16，還可以設定為較低的連結寬度和速度。PCIE4 區塊不支援 Gen4 運作。

PCIE4C 區塊符合 PCI Express 基本規格 v3.1，最高支援 8.0 GT/s (Gen3)，並符合 PCI Express 基本規格 v4.0，最高支援 16.0 GT/s (Gen4)。PCIE4C 區塊亦符合 CCIX 基本規格 v1.0 版本 0.9，最高支援 16.0 GT/s 的速度。PCIE4C 區塊在 Gen3 最高支援 16 條通道，在 Gen4 最高支援 8 條通道，還可以設定為較低的連結寬度和速度，以節省資源和用電。

PCIE4CE 區塊符合 PCI Express 基本規格 v4.0，最高支援 16.0 GT/s (Gen4)。PCIE4CE 區塊在 Gen3 最高支援 16 個通道，在 Gen4 最高支援 8 個通道，還可以設定為較低的連結寬度和速度，以節省資源和用電。有些器件僅提供某一個版本的整合式區塊，有些器件則兼有不同版本的整合式區塊。

UltraScale™ 架構中的所有整合式 PCIe® 區塊，都可配置為端點或根埠。根埠可用來打造根複合體的基礎，以允許透過 PCI Express 通訊協定，客製化晶片對晶片通訊，並將 ASSP 端點裝置（例如乙太網路控制器、光纖通道 HBA 或 NVMe SSD）附加到 FPGA、MPSoC 或 RFSoC。

PCI Express 整合式區塊的支援性：

支援的 DMA/橋接器的軟式 IP 實作包括：

AMD Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 和 RFSoC 還有另一種 PCIe 的整合式區塊類型，此類型含有與整合式處理系統緊密結合，且受適用於嵌入式 Linux® 之根埠驅動程式支援的 DMA/橋接器。如需進一步詳細資料，請參閱 Zynq™ UltraScale+ 器件技術參考手冊 (UG1085)。AMD 為了實現完全客製解決方案的終極自由，還為 PCI Express 提供軟式 IP 核心 PHY，讓設計人員能將自有 PCI Express 控制器，附加到現有的收發器。Fidus Systems, Inc. 等 AMD 自適應運算合作夥伴可提供具備獨特價值主張的開發與諮詢服務，藉此差異化並加速 UltraScale+ 器件的設計。

支援產品和技術

UltraScale 解決方案

AMD 20 nm UltraScale™ 器件整合了今日的資料中心、通訊和嵌入式應用所需的多種基本 PCI Express® 功能。

PCI Express 整合式區塊的支援性：

支援的 DMA/橋接器的軟式 IP 實作包括：

*如需支援之特定連結寬度與速度的資訊，請參閱所需 IP 的適當產品指南。

Fidus Systems, Inc. 等 AMD 自適應運算合作夥伴可提供具備獨特價值主張的開發與諮詢服務，藉此差異化並加速 UltraScale 器件的設計。

支援產品和技術

7 系列解決方案

AMD 28 nm 7 系列器件整合現今資料中心、通訊和嵌入式應用程式所需的許多必要 PCI Express® 功能。

PCI Express 整合式區塊的支援性：

支援的 DMA/橋接器的軟式 IP 實作包括：

*如需支援之特定連結寬度與速度的資訊，請參閱所需 IP 的適當產品指南。

Fidus Systems, Inc. 等 AMD 自適應運算合作夥伴可提供具備獨特價值主張的開發與諮詢服務，藉此差異化並加速 7 系列器件的設計。

支援產品和技術

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