PCIe 3.0 数据包交换器持续演进，以应对注重功耗和性能的应用

PCI Express^® (或 PCIe^®) 架构已成为服务器和储存装置产品应用中的首选互连标准。云端基础架构、边缘装置、电信网络、5G 基础架构、嵌入式系统及行动产品应用，同样仰赖 PCIe 来满足不断增加的各种效能导向运算需求。车用产品领域也开始采用 PCIe，它能够连接需要共享信息和传感器数据的多个区域性 ECU。

在要求提供多 Gbps 带宽之际，这些产品应用还需要节约能源。电信网络与数据中心营运商特别面临着缩减公用事业成本和落实减碳目标的压力。PCIe 满足这些要求，又能灵活满足各种系统架构及多个处理器系统共享内存资源的不同方式。

专为灵活性和效率而设计

诸如 Diodes 公司所推出的PI7C9X3G606GP 及 PI7C9X3G808GP 等数据包交换器，内有多项功能有助于满足这些需求。

PI7C9X3G606GP 是一款 6 端口/6 通道切换器，采用基本扇出操作模式，具有 1 个上行埠和 5 个下行埠，提供 x1 或 x2 通道宽度。8 端口/8 通道的 PI7C9X3G808GP 提供多达 7 个下行端口，上下行信道宽度可配置为 x1、x2 或 x4。这两个切换器还支持跨网域端点 (CDEP) 和非透明桥接等效模式，代表将一个端口配置为 CDEP 以连接到另一台主机，而不是端点。如此一来提供故障转移备援功能，可以在两个处理器之间，或一个处理器与配置为处理器模式的智能转接器之间进行通讯。数据包交换器让两台主机可以分配自己的 PCIe 总线和内存资源，透过资源转换促进封包传输。

各装置有四个实体直接内存访问 (DMA) 信道，提高主机与端点之间数据互动的效率。可由两个虚通道共享每个实体信道，能够同时从多达八个 DMA 信道向八对位置传输数据。由在连接到上行端口或 CD 端口的主机上执行的软件驱动程序来配置和管理 DMA 引擎。DMA 引擎可用于多种产品应用方式，像是装置状态收集、点对点主机传输和点对点端点传输。

更强大且先进的错误报告、数据保护和错误管理，以及支持热插入和意外热移除等其他功能，都能用于提升可靠性、可用性和可维护性 (RAS)。

针对节电进行优化

低功耗运作一事对提高能效的重要性日益增加，PCIe 规范必须支持低功率装置及产品应用。其中，延迟容限报告 (LTR) 让主机可以判断何时中断任何特定装置，在 PCIe 接口处于活动状态时降低功耗。这么一来便能在收发器不运作时进行断电。使用者可以透过一套既定的电源状态来精细控制耗电量：L0 为链路正常运作的电源状态；L1 为关闭部分收发器逻辑的时间；L2 和 L3 为完全关闭收发器和断电时的进一步状态。

在低功率模式下 (L 数字较高)，恢复延迟的时间会延长。为了灵活控制功耗和延迟，L1 有 L1.1 和 L1.2 两个子状态，其中关闭更多的收发器逻辑。在 L1.1 中关闭收发器的 PLL，而 L1.2 则是关闭额外电路来进一步降低功耗，但代价是增加恢复延迟的时间。从 L1.1 和 L1.2 恢复的时间，比从 L2 恢复的时间还短。另外还定义 L0s 状态，即只在一个方向传输数据时，链路上的两个装置可以独立关闭自己的发射器。

PI7C9X3G606GP 与 PI7C9X3G808GP 装置支持这些状态和子状态，可以在需要使用前关闭任何空的热插入端口。这两款装置使用针对启动和连续运作的电源管理方案，在所有模式下的功耗都非常低。在满载和 80°C 接面温度下，PI7C9X3G808GP 的功耗仅为 2.9W。这两款装置的工业温度范围为 -40°C 至 85°C。

这些切换器还有其他功能，包括内建用于支持低功率操作的 PCIe 3.0 时钟缓冲器，以及内建可实时通报操作温度的热传感器。该缓冲器支持各种 PCIe 3.0 参考时钟架构，包括通用的独立参考无扩展 (SRNS) 和独立参考扩展 (SRIS)，以协助设计人员优化产品应用的功能及效能。

这些切换器还支持先进的 PCIe 功能，例如访问控制服务 (ACS)、多播、原子操作、交替路由 ID (ARI) 和地址转换 (AT)，这些功能有助于流量管理、封包处理及多处理器或多线程同步。

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