PCI Express推動虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展

高速PC總線技術(shù)為高性能虛擬儀器系統(tǒng)提供了所需的帶寬。隨著商業(yè)化總線技術(shù)在性能上的提高,，虛擬儀器技術(shù)的功能也隨之增強,。近十年來，PCIExpress標(biāo)準(zhǔn)概述白皮書">PCI總線已成為高帶寬,、即插即用外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)今,，速度更快的測量設(shè)備需要有更寬的帶寬來把數(shù)據(jù)傳送到PC內(nèi)存，從而可充分利用現(xiàn)代處理器的強大處理能力,。設(shè)備需要有更快的速度和更高的擴(kuò)展性,，為了滿足這一需要，PC和外設(shè)廠商已開發(fā)出新一代PCI技術(shù)?D?DPCIExpress,，并已開始在產(chǎn)品中采用這一技術(shù),。

PCIExpress的廣泛實用性、高性能和低成本使它非常適合用于測試和測量應(yīng)用,，虛擬儀器技術(shù)能充分利用PCIExpress在帶寬和可擴(kuò)展性上的巨大改進(jìn)，并同時保持和已有軟件的兼容性,。

PCIExpress把帶寬提高了幾個數(shù)量級

總線帶寬的重要性常常被忽視,，因為大家更注意處理器速度、模擬-數(shù)字速度和器件帶寬等,。然而,，對于實時分析和觀察數(shù)據(jù)，總線帶寬則決定了您能以多快的速度把數(shù)據(jù)傳送到PC內(nèi)存中,?？偩€類似于汽車的傳動方式?D?D沒有它就無法把發(fā)動機(jī)的功率傳遞到路面上。正因為總線帶寬不夠,，所以許多高速儀器才需要昂貴的板載內(nèi)存,。PCIExpress克服了目前包括傳統(tǒng)PCI等其它外圍總線的限制。初的PCIExpress規(guī)范是在PC上實現(xiàn)的,，現(xiàn)在的設(shè)備能提供比32位,、33MHzPCI高30倍的帶寬。隨著芯片技術(shù)的發(fā)展,，帶寬可望再提高4倍直到達(dá)到銅線中信號帶寬的實際限制,。

以太網(wǎng)、USB和傳統(tǒng)PCI總線采用共享總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?D?D總線上所有設(shè)備共享相同固定大小的帶寬,。由于這樣的限制,，像PCI千兆網(wǎng)卡這樣的高帶寬設(shè)備會獨占總線帶寬，從而阻塞總線上其它設(shè)備,。PCIExpress采用共享式轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來代替共享式總線,，這樣在點對點的構(gòu)架中設(shè)備可以彼此互連或和處理器相連。這樣就可以通過為每個PCIExpress插槽提供專用數(shù)據(jù)通道來防止設(shè)備獨占帶寬,。PCIExpress的帶寬不像傳統(tǒng)PCI,，它具有可伸縮性，因而設(shè)備廠商可以增加帶寬通路來提高帶寬,，從而好地滿足設(shè)備需要,。

PCIExpress技術(shù)內(nèi)幕

在新的PCIExpress架構(gòu)中,，數(shù)據(jù)通過成對的發(fā)送和接收線來串行傳送數(shù)據(jù)包，這些線對被稱為通路,，在單方向上它具有250MB/s帶寬,。就像高速路上的車道一樣，您可以把通路進(jìn)行組合來提高數(shù)據(jù)的流量,。為常用的通路設(shè)置是x1,、x4、x8和x16,。帶寬直接和通路數(shù)呈比例,，因此使用兩倍信號對的設(shè)備就有兩倍的通路，也就能提供兩倍的帶寬,。

利用串行數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu),，PCIExpress比傳統(tǒng)PCI總線的并行結(jié)構(gòu)實現(xiàn)起來更容易和成本更低。例如,，傳統(tǒng)64位PCI-X總線在多層板卡上需要127根針腳,，而比它高2倍帶寬的x4PCIExpress插槽只需要16根針腳。此外,，隨著這種技術(shù)被廣泛采用,，PCIExpress芯片組的價格將不斷被降低。

硬件和軟件的兼容性

PCIExpress利用高速(2.5GB/s)串口總線代替了傳統(tǒng)PCI物理總線,。由于結(jié)構(gòu)上的改變,，連接頭本身并不兼容。然而,，為了使傳統(tǒng)PCI能過渡到PCIExpress,，大多數(shù)計算機(jī)主板都提供PCI和PCIExpress接頭的混合方式。PCIExpress規(guī)范也保證了帶有較小接頭的設(shè)備可以用“擴(kuò)展”接頭來插入主板上較大的槽口,，從而提高了硬件的兼容性和靈活性,。

PCIExpress也確保了軟件的兼容性。PCIExpress設(shè)備的配置空間和編程方式與傳統(tǒng)PCI方式?jīng)]有什么改變,。實際上,，您無需改變PCIExpress的結(jié)構(gòu)就可以啟動所有的操作系統(tǒng)。在計算機(jī)啟動時,，操作系統(tǒng)會檢測所有已安裝的PCIExpress設(shè)備,，然后分配系統(tǒng)資源，如內(nèi)存I/O空間和中斷,，從而建立起佳的系統(tǒng)環(huán)境,。由于PCIExpress物理層是對于應(yīng)用軟件

透明的，因此傳統(tǒng)PCI設(shè)備編寫的程序無需更改就可在PCIExpress上運行并保持同樣的功能,，而且您還可以在同一系統(tǒng)中同時使用PCI和PCIExpress,。PCIExpress對PCI的軟件向后兼容性對于保護(hù)廠商和用戶的軟件投資是十分關(guān)鍵的,。

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