PCI Express 与 AMD 技术

利用 PCI Express® 规范实现方案的系统在数据中心、通信和嵌入式应用中非常普遍。Versal™ 架构中的多个连接选项直接支持用户关注其核心能力的需求，采用基于标准的高级接口。Versal 架构中用于 PCI Express 的集成块提供优异的高性能，与完全软化的 IP 解决方案相比，不仅简单易用，而且效率很高。Versal 架构集成五种 PCI Express 集成块：

• MDB5：该集成块适用于支持 DMA/ 桥接的 PCI Express Rev. 5.0
• CPM5：该集成块适用于支持 DMA/ 桥接的 PCI Express Rev. 5.0
• PL PCIE5: 用于 PCI Express Rev. 5.0 的集成块
• CPM4：该集成块适用于支持 DMA/ 桥接的 PCI Express Rev. 4.0
• PL PCIE4：用于 PCI Express Rev. 4.0 的集成块

MDB5、CPM5、PL PCIE5、CPM4 及 PL PCIE4 与现在可用的 GTYP 及 GTY 收发器相结合，能够以规范定义的数据速率进行接口运行。其范围从单信道 (Gen1x1) 每通道 2.5GT/s 到其额定最大链路配置，有些集成块可达 8 信道 (Gen5x8) 每信道 32GT/s，甚至 16 信道 (Gen4x16 16) 每信道 16GT/s。

下表总结了 Versal 架构中用于 PCI Express 的集成块的主要特征。请参阅 Versal 架构与产品说明书：概览 (DS950)，进一步了解基于可订购器件、封装及速度等级组合的可用资源和功能。

MDB5、CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 可以用于减少的链路配置，以优化产品设计成本，支持最新封装，降低电路板复杂性并缩减功率预算。此外，更少的链路配置还可支持更低的可编程逻辑资源利用率，这取决于用于扩展这些集成块应用级功能的任何软 IP 解决方案的性质。CPM5、PL PCIE5、CPM4 和 PL PCIE4 可配置为端点 (EP)、根端口 (RP) 和交换机端口类型。参见 PCI Express Versal 自适应 SoC 集成块产品指南第 343 页和 PCI Express Versal 自适应 SoC CPM 模式产品指南第 346 页。MDB5 不仅可配置为端点 (EP) 和根端口 (RP) 端口类型，而且还必须与其集成型 DMA/ 桥接解决方案一起使用。

AMD 可为 Versal 架构中用于 PCI Express 的集成块提供预先验证的高性能 DMA/ 桥接子系统，从而可帮助用户将设计投资集中在其最有价值的领域。所提供的 DMA 和桥接子系统选项包括：

• MDB5 不仅包含两个 PCI Express 控制器，而且还集成两个 HDMA/ 桥接子系统实例。集成型 DMA 的使用是可选的，每个实例都是可独立定制的。HDMA 子系统可提供集成处理器和 AXI 互连的紧密耦合。此外，该子系统还包含桥接功能性。数据可通过内存映射技术移动，其中包括可编程片上网络 (NoC)。
• CPM5 不仅包含两个 PCI Express 控制器，而且还集成两个 QDMA/ 桥接子系统实例。集成型 DMA 的使用是可选的，每个实例都是可独立定制的。QDMA 子系统提供基于队列的可扩展 DMA，能够在低时延情况下移动大量数据，并支持企业级产品通常需要的多个物理及虚拟功能。数据可通过内存映射技术（包括可编程片上网络 (NoC)）或流媒体技术移动到 Versal 自适应 SoC 可编程逻辑中。该子系统还包括 AXI 互联的桥接功能。
• CPM4 不仅包含两个 PCI Express 控制器，而且还集成一个 QDMA/XDMA/ 桥接子系统实例。集成型 DMA 的使用是可选的，而且使用时，既可配置为 QDMA 子系统（如 CPM5 中的 QDMA 子系统），又可配置为 XDMA 子系统。数据可通过内存映射技术（包括可编程 NoC）或流媒体技术移动到 Versal 自适应 SoC 可编程逻辑中。该子系统还包括 AXI 互联的桥接功能。
• PL PCIE5 和 PL PCIE4 是用于 PCI Express 的独特控制器，由 DMA/ 桥接子系统（通过 Vivado™ 设计套件 IP 目录免费提供）的软 IP 实施方案提供支持。

对于大多数用户，所提供的 DMA 和桥接子系统可提供省时的基础架构，提供高性能的全方位数据移动。查看 Versal adaptive SoC DMA and Bridge Subsystem for PCI Express 产品指南 PG344 和 Versal adaptive SoC CPM DMA and Bridge Mode for PCI Express 产品指南 PG347.对于想要连接其自己的 DMA/ 桥接子系统的用户，可保存其驱动程序及应用软件的投资，而对于想要使用终端应用的详细知识来定制或优化功能的用户，选项可用于旁路 CPM5 和 CPM4 的 DMA/ 桥接。为了得到实现完全定制解决方案的终极自由度，AMD 还通过 Vivado Design Suite IP 目录为 PCI Express 提供了一个软 IP 核 PHY，这可帮助设计人员将其自己的 PCI Express 控制器连接至所提供的 GTYP 和 GTY 收发器。

此外，AMD 还提供高性能 DMA 和桥接器解决方案作为软 IP：

AMD 20 nm UltraScale™ 器件集成当今数据中心、通信和嵌入式应用所需的大量重要 PCI Express® 功能。

该 PCI Express 的集成块 IP 在芯片中硬化，支持：

• 原生 Gen3x8* 集成型 PCIe 模块
  
• PCIe 请求的 64 个标签
• 多向量 MSI（达 32 个向量）和 MSI-X
• 如需了解更多详情，请查看{产品指南 PG156。

此外，AMD 还提供高性能 DMA 和桥接器解决方案作为软 IP：

• AMD XDMA IP 子系统是量产 PCIe DMA 解决方案，被客户广泛使用。查看产品指南 PG195 ，了解更多详情。
• AMD 提供一个映射至 PCI Express Bridge IP 的量产 AXI 内存。有关更多信息，请参见 产品指南 PG194。

* 如需了解所支持的特定链路宽度和速度，请查看所需 IP 的适用产品指南（PG156、 PG195 或PG194）

AMD 28 nm 7 系列器件集成当今数据中心、通信和嵌入式应用所需的大量重要 PCI Express® 功能。

该 PCI Express 的集成块 IP 在芯片中硬化，支持：

• 原生 Gen3x8* 集成型 PCIe 模块
• 64 位和 128 位数据位宽
• 如需了解更多详情，请查看产品指南PG054。

此外，AMD 还提供高性能 DMA 和桥接器解决方案作为软 IP：

• AMD XDMA IP 子系统是量产 PCIe DMA 解决方案，被客户广泛使用。查看产品指南 PG195 ，了解更多详情。
• AMD 提供一个映射至 PCI Express Gen2 IP 的量产 AXI 内存。如需了解更多详情，请查看 产品指南 PG055。

* 如需了解所支持的特定链路宽度和速度，请查看所需 IP 的适用产品指南（PG054、PG055 或 PG195）