认识PCIe---硬件篇

前言

随着科技的发展，数据量需求增加，高速数据传输接口就显得越来越重要了，相较PCIe的前辈PCI的单端并行传输数据的方式，PCIe采用高速串行传输数据，采用差分信号降低共模信号干扰，采用更高的时钟并将时钟信号嵌入数据流中，而不是单独的时钟信号，这样就避免了时钟产生的时延等问题，高速串行传输代替并行是大势所趋，像高速AD/DAJESD数据接口也是一种串行传输的方式。

和PCI并行总线架构不同PCIe是点对点的连接方式，每组链接称为一个link，包含1-16条lane（x1，x2，x4，x8，x16）
，PCIe gen 1/2/3/4/5速率如下图所示，主要是在编码方式和速率上的区别，其中GT表示链路的峰值带宽，是总线频率x数据宽度x2（T/R），不同版本不同lane数的速率计算公式: gen 1/2速率=Transfer rate *8/10 * lane数据（8b/10B编码），gen 3/4/5速率=Transfer rate *128/130 *lane数据（128b/130B编码）

PCIe连接器引脚定义

关键信号描述

REFCLK+/- : 单端摆幅0-0.7V、频率100M±300ppm，RS防止信号振铃和EMI辐射，时钟的端接电路一般需要接在系统板上，接收端（PCIE扣卡）端接会降低信号摆幅和上升下降沿时间，需要确认是否满足需求，时钟按照100R阻抗、5mil trace width、扣板上最大走线长度12000mil，端接ZC-DC（40~60R)，时钟用于做处理器系统和插卡之间同步，PCIE插卡可以使用插槽提供的时钟，也可以使用独立的参考时钟，但需要在设备配置空间中进行相应配置。

PERST#:
一上电，将PERST#信号拉低100ms，在这之前电源和时钟都将能够处于稳定工作状态。

WAKE#:当设备进入休眠状态时，主电源已经停止供电，PCIE设备使用该信号向处理器系统申请唤醒请求，并提供主电源供电，PCIE设备中WAKE#信号是一个可选功能，当使用该功能时必须使用VCCAUX供电。WAKE#是一个开漏信号，因此当具有多个PCIE设备时可以将所有WAKE#信号线与之后接入处理器系统。当某PCIE设备需要被唤醒时，该设备现将WAKE#信号拉低，处理器设备识别到唤醒请求之后将为PCIE设备供主电源，并使用PERST#对其进行复位，长复位完成之前，电源和时钟将逐渐稳定状态，此时WAKE#信号保持拉低状态，当复位完成WAKE#也将拉高。

JTAG:
联合测试行为组，用于调试时使用，是可选项，不使用时悬空。

SMBCLK/SMB DAT:
类似I2C总线，但时钟频率有区别，SMbus最高时钟频率100KHz，支持超时功能，处理器系统可利用该功能复位从设备。
PRSNT1#/PRSNT2#:
PRSNT1#/PRSNT2#用于处理器系统检测插卡是否存在，当插卡插上处理器系统时，原本上拉的PRSNT2#信号立即被拉低，此时表示插卡被插入系统。

PET/Rpx/nx:收发差分数据线，PCIE支持x1、x2、x4、x8、x16多个lane，链路中在发送端串电容，实现交流耦合。

电源上电时序

没有上电时序要求。插卡功耗范围：

不同功耗下各个点电压说明：