基于PCIe的高速接口设计*

李晓宁，姚远程，秦明伟

(西南科技大学 信息工程学院 特殊环境机器人技术四川省重点实验室， 四川 绵阳 621010)

基于PCIe的高速接口设计*

李晓宁，姚远程，秦明伟

(西南科技大学 信息工程学院 特殊环境机器人技术四川省重点实验室， 四川 绵阳 621010)

PCIe总线是第三代I/O总线的代表，提供高性能、高速、点到点的串行连接，支持单双工传输，通过差分链路来互连设备。该设计由Xilinx公司的Virtex-6 FPGA平台和PC机组成，为了实现PFGA与CPU之间的高速通信，开发了基于FPGA IPcore 的PCIe总线 DMA数据传输平台。通过硬件测试表明，该接口设计方案成本低，传输速率可以达到 1.5 Gb/s。

PCI-Express总线；FPGA；DMA

0 引言

随着电子行业的飞速发展，人们对数据处理能力和存储速率的要求越来越高，并行数据传输的PCI总线技术逐渐成为系统整体性能提升的瓶颈[1]。尤其在接收机的设计中，总线架构关系到系统的整体性能。串行点对点的PCIe总线克服了PCI总线在系统带宽、传输速度等方面固有的缺陷，有效地提高了系统的整体性能。目前实现PCIe总线功能有两种方法：采用FPGA实现PCIe的功能[2]；使用PCIe桥接芯片。由于通过FPGA实现PCIe接口要比使用PCIe桥接芯片更加灵活，成本更低，可靠性更好，所以采用前者完成FPGA与PC机之间的信息的交互。

1 PCIe总线的简介

PCI Express 体系结构采用分层结构，共分为四层：物理层(Physical Layer)、数据链路层(Link Layer)、处理层(Transaction Layer)和软件层(Software Layer)，这样利于跨平台的应用。软件层发出的读、写请求，使用基于数据包、分段传输的协议，通过处理层，传输至链路层。在链路层，数据包可以添加序列号和循环冗余校验(CRC)，从而创建一个更高度可靠的数据传输机制。……