Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.173

Помимо вышеперечисленных наиболее важных изменений, есть и менее заметные. В частности, в пакетах использован более надежный по сравнению с PCI код обнаружения ошибок. Далее, до 50 см увеличилась физическая длина соединения между микросхемой и коммутатором, за счет чего стало удобнее менять положение компонентов системы. Поскольку к базовому коммутатору можно подключить другой коммутатор, сформировав, таким образом, древовидную структуру, повышается степень расширяемости системы. Кроме того, устройства в рамках PCI Express поддерживают «горячее» подключение, а значит, их можно снимать и монтировать непосредственно в процессе работы. Наконец, так как последовательные коннекторы значительно меньше старых PCI-коннекторов, ничто не мешает производителям разрабатывать компактные устройства и компьютеры. Таким образом, налицо решительный отказ от принципов работы шины PCL

Стек протоколов PCI Express

Следуя модели сети с коммутацией пакетов, технология PCI Express реализуется на основе многоуровневого стека протоколов. Протоколом называется набор правил, определяющих механизм взаимодействия между двумя сторонами. Соответственно, стек протоколов — это иерархическая система протоколов, которые регламентируют различные аспекты взаимодействия на тех или иных уровнях. Рассмотрим для примера деловое письмо. Существуют определенные соглашения о местоположении и содержании шапки письма, адреса получателя, даты, формы приветствия, тела письма, подписей и т. д. Все эти условности можно обобщенно назвать протоколом делового письма. Помимо этого, есть стандарты, касающиеся размера и формата конверта, размещения штампа и тому подобных тонкостей. Эти два уровня и соответствующие протоколы независимы друг от друга. К примеру, можно полностью изменить формат письма, положив его в стандартный конверт, и наоборот. Подобные многоуровневые протоколы, которые делают возможной модульную разработку с высоким уровнем гибкости, уже несколько десятилетий широко применяются в области сетевого ПО. В технологии PCI Express сделана попытка реализовать их в аппаратном обеспечении «шины».

Стек протоколов PCI Express изображен на рис. 3.54, а.

Рис. 3.54. Стек протоколов PCI Express (а); формат пакета (б)

Рассмотрим уровни по восходящей. Самым нижним является физический уровень. Он отвечает за передачу битов от отправителя к получателю по двухточечному соединению. Каждое такое соединение состоит из одной или нескольких пар симплексных (однонаправленных) каналов. В простейшем случае на каждое направление выделяется по одной паре, но также допустимо наличие 2, 4, 8, 16 или 32 пар. Каналы, входящие в пары, называются полосами (lanes). На каждое направление должно быть выделено одинаковое количество полос. В первом поколении предусматривается скорость передачи данных от 2,5 Гбайт/с для каждого направления, но через некоторое время эта цифра, вероятно, дойдет до 10 Гбайт/с.

В отличие от шин ISA, EISA и PCI, в технологии PCI Express не предусмотрен тактовый генератор. Устройства вправе начинать передачу в любой момент, как только им будет, что передавать. Такая свобода, с одной стороны, повышает быстродействие, с другой, порождает проблему. Предположим, что 1 кодируется напряжением +3 В, а 0 — напряжением 0 В. Если первые несколько байтов равны нулю, как получатель узнает о том, что ему передаются данные? Действительно — последовательность нулевых битов трудно отличить от простоя канала. Эта проблема решается при помощи так называемой 8/10-разрядной кодировки. Согласно этой схеме, 1 байт фактических данных кодируется при помощи 10-разрядного символа. Из 1024 возможных 10-разрядных символов выбираются такие, которые за счет достаточного количества фронтов без задающего генератора обеспечивают синхронизацию отправителя и получателя по границам битов. В силу применения 8/10-разрядной кодировки суммарная пропускная способность канала, равная 2,5 Гбайт/с, сужается до фактической пропускной способности 2 Гбайт/с.