PCIE连接器的结构及工作原理

XunPu连接器 2024-06-26 17:56:17

一、结构

PCIE连接器本质上是一种全双工的连接总线,其传输数据量的大小由通道数(lane)决定。每个通道(lane)由两对数据线组成,一对用于发送,一对用于接收。每对数据线包含两根差分线,即一个通道(X1)只有1个lane,4根数据线,每个时钟每个方向可传输1bit数据。依此类推,X2有2个lane,8根数据线,每个时钟可传输2bit数据;还有X12、X16、X32等规格,表示更多的数据传输能力。

二、工作原理

初始化和握手:当计算机开机时,主板会对PCIE总线进行初始化,并与连接的设备进行握手。这个过程包括识别设备、分配资源和建立通信链路等操作。

数据传输:一旦建立了通信链路,PCIE就可以开始进行数据传输。数据传输是通过发送和接收数据包来完成的。数据包是一组有序的二进制数据,包括有效数据、错误检测和纠正码等信息。发送端将数据包分成小的数据块,并添加控制信息,然后使用差分传输线将数据块发送给接收端。接收端接收数据块,并进行错误检测和纠正,然后将数据块重新组装成完整的数据包。

中断和信号处理:在数据传输过程中,设备可以向计算机发送中断信号,以通知计算机某个事件的发生。中断是一种异步的事件,可以打断计算机的正常执行流程,并触发相应的中断处理程序。中断处理程序可以根据中断的类型和设备的标识符来处理相应的事件。

此外,PCIE还采用了差分信号传输技术,即每个传输线上同时传输两个信号,一个为正相位信号,另一个为反相位信号。通过比较两个信号的差异,可以减少电磁干扰对数据传输的影响,提高传输的可靠性和稳定性。同时,PCIE还采用了8b/10b编码方式,将8位数据编码为10位,以提高数据传输的效率和可靠性。

三、其他概念和机制

虚拟化:一种将物理资源划分为多个逻辑资源的技术,可以提高资源的利用率和灵活性。

多通道:一种将总线划分为多个独立的通道的技术,可以提高总线的带宽和吞吐量。

速率控制:一种动态调整总线速率的技术,可以根据实际需求来调整数据传输速度。

总之,PCIE连接器通过其独特的结构和工作原理,实现了计算机内部设备间高速、可靠的数据传输。

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