具有PCI Express接口的千兆以太网（GbE）控制器可实现具有真正千兆性能的高速，低延迟PCI Express功能。
借这些增强功能，该系统可提供最佳容量和有效使用片上存储器，从而显着节省能源并节省空间。线演进必须与最新和最快的处理器匹配，总线接口已从原始ISA接口发展到当前的PCI接口。PCI最初引入了33 MHz和66 MHz版本，然后PCI-X因性能要求而支持133 MHz和266 MHz频率。PCI ExpressPCI技术的另一项发展是高性能多用途互连技术，该技术与各种计算和通信平台集成，包括新一代集成计算机，服务器和应用程序。PCI Express接口在使用模式，负载存储架构和软件接口方面完全符合PCI标准。的PCI Express增强功能包括支持点对点高速串行连接，交换拓扑和分组通信协议。
他高级功能包括电源管理，高质量服务，热插拔，数据完整性和错误处理。1说明了PCI系列技术的发展和各种应用的带宽要求。2003年推出的PCI Express规范已在市场上得到广泛采用。两个主要原因：首先，因为PCI Express使用更少的卡和电缆，它可以减小印刷电路板（PCB）的尺寸，因此具有比PCI和PCI X卡更低成本。
次，PCI Express支持更高的速度和一系列新的附加功能。图2和图3所示，市场驱动型机构IDC预测新技术将大幅增长。2显示了PCI Express系统的年度交付情况，而图3显示了PCI Express半导体产生的收入。PCI Express提供每通道250 Mbps的数据传输速度，几乎是传统PCI（133 Mbps）的两倍。高的传输速度可提高GbE网络接口和其他设备的效率。于其卓越的性能和低成本，PCI Express迅速取代PCI和PCI-X作为GbE控制器的标准接口。有PCI Express接口的GbE控制器在全双工模式下可实现近2，000 Mbps的传输速率。于通过网络连接的企业而言，此类性能改进无疑可以提高生产力。于PCI Express接口上的GbE控制器也兼容PCI和PCI-X软件模块，因此可以简化网络和企业系统的升级过程。4显示了PCI Express接口GbE控制器的内部框图。设计使用多个数字和模拟IP地址，包括不同成熟度和复杂性的自行开发和许可的IP地址。GbE物理层（PHY）IP使用复杂的专利以及数字和模拟技术，而GbE媒体访问控制器（MAC）数字IP是一种发展良好的设备。IP Express（SerDes）IP串行器/解串器是一种高速模拟IP模块。
此，在整合和验证这些PI时，会出现许多技术和非技术挑战。下来，我们将总结在此类设计中使用许可PCI Express数字数字IP的挑战，以及过去积累的相关经验。技术挑战●选择合适的IP供应商在瞬息万变的市场中，硅器件产品的成功商业化取决于许多因素。一个涉及经济因素，包括上市时间和直接成本。接成本更容易估算：部分或全部掩模的成本可以从几十万美元（130纳米工艺）到超过一百万美元（90纳米工艺）。放市场的延迟将导致市场份额的下降。据产品组合和竞争形势，这些因素的影响可达数亿美元。对这些成本，运营商必须在设计阶段最大限度地降低故障风险，降低风险的一种方法是允许成熟的知识产权。此，选择合适的IP和正确的IP提供商已成为一个重要问题。GbE控制器规范包括用于连接到主计算机系统的PCI Express接口。
评估购买和自我开发成本后，GbE芯片开发团队选择从具有丰富经验的供应商处获得IP许可解决方案。是，选择合适的IP和正确的卖家并不是一项简单的任务。别是在2003年，虽然PCI Express IP仍然是一项新开发的技术，但决定通过授权获得IP是一项巨大的挑战。们使用以下标准来评估许多IP提供商：●外部IP质量状态●易用性和集成●FPGA支持和硅器件的成熟●互操作性测试，包括PCI-SIGR兼容性●支持除上述标准外，业界还必须评估IP提供商的长期发展和开发团队的技术实力。硅器件尚未推出产品且IP开发尚处于起步阶段时，这是一个非常重要的部分。这种情况下，与供应商密切合作非常有帮助。●与IP提供商密切合作当GbE控制器工程团队决定将PCI Express与设备集成时，PCI Express 1.0a规范仍处于起步阶段。对研发和IP工程团队来说是另一个挑战，因为任何规范变更都会使IP的开发和集成复杂化，并对项目进度产生直接影响。降低IP集成的风险，GbE控制器设计团队与IP提供商保持一致。方工程师密切合作，以解决初始PCI Express规范的不明确细节，并主动确定PCI Express PCI-GIS团队规范。术挑战●设计集成挑战在集成PCI Express IP时，必须考虑尚未最终确定的PCI Express规范。要挑战是在集成过程中确保与PCI的兼容性，以及在IP扩展期间考虑兼容性要求。PHYP PCI Express设备与PCI Express IP数字控制器的集成已经解决了许多技术问题。接口中有许多异步交互作业。路自适应以及状态和能量管理机制必须保持非常高的鲁棒性，以应对实现概率极低但仍然可能的各种情况。多不同因素影响序列传输链路上的物理层协商协议信号。PCI Express架构（PIPE）的PCI Express PHY接口定义了PCI Express MCA卡和PHY编码子层之间的标准接口。
种方法有效地隔离了高速和模拟电路问题，防止它们影响数字设计，并使模拟和数字团队能够开发GbE控制器以协调的方式工作。建PCI Express电源管理是一项特别艰巨的任务。整的PCI Express电源管理解决方案涉及多种不同的标准，包括ACPI，PCI Express和PIPE。R D运营商需要了解这些通信协议如何工作，包括平台的硬件层次结构和平台软件操作的本机模型。PCI Express规范详细介绍了第一个，但不幸的是，它没有规范后者。
●PCI Express IP个性化和配置黑盒方法可以成为成熟IP集成中的一种考虑方式。是，在开发GbE控制器时，此方法不起作用。要原因是在GbE域中，没有先进的技术来支持PCI Express接口。于IP PCI Express团队的主要任务是开发有效的功能模块，撇开客户的特定需求。此，在开发IP以满足所有GbE控制器产品的需求时，IP团队必须特别注意开发自定义IP。果计划不当，IP定制设计可能会开发出非规范的解决方案。了支持规范允许的设计条件，PCI Express IP还必须支持设置参数。开发具有高性能，低功耗和低功耗PCI Express GbE接口的小型片上存储器时，选择正确的数字IP配置设置是一项非常重要的任务。然IP提供商提供参考参数，但设计团队无法完全依赖IP提供商设置。竟，他们的主要任务是开发功能性和通用功能模块。●验证挑战功能验证是任何复杂SoC设计的重要任务。GbE示例中，最基本的要求是确保GbE连接与PCI Express序列链接一起正常工作。然大多数IP都经过独立测试，有些已经过硅器件测试，但仍需要对整个设计进行测试。查策略考虑了功能分割，项目进度以及知识产权开发的进步和可用资源。用的控制选项包括使用FPGA进行模拟测试或专注于开发单个模拟器的控制环境。过纯模拟验证，必须选择适当的触发生成和检查机制，以找到实现100％代码覆盖率和高级别覆盖率的最快方法。●硅器件验证和PCI-GIS兼容器件设计的最终目标应该应用于台式机或笔记本电脑等复杂平台。
些平台通常包含来自多个供应商的设备，这些设备受不同标准和规范的约束。计团队需要了解各种系统问题才能成功集成PCI Express IP。过开发产品的首次成功运行并提供包括硅芯片，驱动器和参考设计的完整解决方案，该模型的采用保证了最大的成功机会。试和互操作性是成功推出产品和获得客户认可的关键。GbE而言，新罕布什尔大学（UNH）拥有相当严格的审核流程，其认证结果比与合作伙伴供应商的其他互操作性测试更有价值。着PCI Express认证过程和兼容平台的不断发展，互操作性测试仍然非常重要。了认证和互操作性之外，性能量测量和基准测试还可用于评估架构和个人决策。于PCI Express等技术，恒温阀芯初始检查和互操作性测试是一项艰巨的任务。初，运营商很难找到支持新技术的理想平台，很难找到芯片组供应商设计和制造的兼容，不易出错的链路设备。复合体/北桥。论随着时间的推移，总线接口已经从ISA系统PCI发展到现有的PCI Exress技术。于PCI Express的优异性能和低成本，该技术已成为GbE控制器的标准接口。是，PCI Express IP架构仍处于相对早期的开发阶段，因此IP设计，集成和验证技术还不够成熟。此，开发团队在设计和验证过程中仍会遇到许多技术和非技术挑战。于产品上市时间和产品系统成本，产品的成功是巨大的，数亿美元的风险成本迫使制造商应对这些挑战。此，供应商正在努力寻找克服这些挑战的最佳方法，以便产品能够在早期开发和最低开发成本市场中取得成功。
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