PCIe简述——你应该了解的基本概念

PCI Express（PCIe）是一种高速串行计算机扩展总线，旨在取代旧的PCI、PCI-X和AGP等总线标准。

需要了解的第一个是通道，一个通道由两组差分信号对组成，一个用于接收数据，另一个用于传输。因此，每个通道由四条导线或信号线组成。从概念上讲，每个通道都被用作全双工数据流，在链路端点之间的两个方向上同时传输8位数据包。

两个PCIe设备之间的连接称为链路，物理PCIe链路可以包含1到16个通道，更准确地说是1、4、8或16个通道。通道数以“x”前缀写入（例如，“x8”表示8通道或插槽），x16是常用的最大尺寸。

其他概念包括：

PCIe元素类型：

根复合体–在PCI Express（PCIe）系统中，根复合体（root complex）设备将处理器和内存子系统连接到由一个或多个交换设备组成的PCI Express交换结构。类似PCI系统中的主机桥，根复合体代表处理器生成事务请求，通过本地总线相互连接。根复合体功能可以以分立设备实现，也可以在处理器中集成。一个根复合体可能包含多个PCI Express端口，且可将多个交换设备连接到根根复合体或级联的端口。

PCI桥–主要作用是互联PCIe设备与其他总线协议设备（例如PCI，USB等），PCIe bridge芯片实现了PCIe总线协议设备与其他总线协议（PCI，USB等）设备的通信。

Endpoint–Endpoint处于PCIe总线系统拓扑结构中的最末端，一般作为总线操作的发起者（initiator，类似于PCI总线中的主机）或者终结者（Completers，类似于PCI总线中的从机）。显然，Endpoint只能接受来自上级拓扑的数据包或者想上级拓扑发送数据包。

PCIe switch–中文翻译为PCIe开关或PCIe交换机，主要作用将PCIe设备互联，PCIe switch芯片与其设备的通信协议都是PCIe。

PCIe事务（Transaction）类型：

一个完整的PCIe协议体系结构包括应用层、事务层（Transaction Layer）、数据链路层（Data Link Layer）和物理层（Physical Layer）。

内存事务–以内存空间为目标的事务将数据传输到内存映射位置或从内存映射位置传输数据

I/O事务–以I/O空间为目标将数据传输到或从I/O映射位置传输的事务

配置事务–针对配置空间的事务用于设备配置和设置

消息事务–PCI Express添加了一种新的事务类型，用于在PCI Express设备之间通信各种各样的消息

架构如下图所示：