采用橋接方案還是純PCIe方案

隨著采用純PCI Express(PCIe)系統(tǒng)的逐漸普及，許多常用端點解決方案正在針對PCIe連接進行重新設計。

這些解決方案包括網(wǎng)絡接口卡(NIC)、存儲主機總線適配器(HBA)、圖形卡、并口卡以及以前采用PCI和/或PCI-X接口的大量其它I/O功能卡。然而，許多端點芯片一直沒有重新設計成純PCIe芯片，而且事實上許多芯片根本就沒有計劃要這樣做。本文將討論PCIe端點解決方案是采用純 PCIe芯片，還是采用PCI(或PCI-X)芯片再加上PCIe-to-PCI/PCI-X橋所要考慮的因素。

這些橋產(chǎn)品已經(jīng)上市，它們?yōu)槎它c設計師提供了快速升級到PCIe的捷徑，并能在純PCIe的系統(tǒng)板上構建PCI/PCI-X插槽。業(yè)界最初的預想是只有當所有端點解決方案都采用純PCIe芯片時這些橋才有市場。然而，在PCIe系統(tǒng)面市數(shù)年后，仍有不少端點解決方案沒有采用純PCIe接口進行重新設計。是否要將端點芯片升級到PCIe，需要考慮不少因素，其中包括純PCIe芯片實現(xiàn)成本與市場機會的比較、端點的性能要求，以及開發(fā)純PCIe方案所要求的PCIe IP的可用性和兼容性。

我們可以通過下面三個接近真實世界的案例研究中所進行的折衷處理，來看看其中蘊含了哪些設計決策：1)開發(fā)新的純PCIe的CPU芯片解決方案，并利用該芯片創(chuàng)建SATA RAID控制器插卡；2)在現(xiàn)有純PCI-X芯片上增加橋以建立PCIe SCSI主機總線適配器(HBA)；3)在采用純PCIe芯片的最新GPU做的圖形卡上增加橋以建立PCI連接。

要不要采用橋所需考慮的因素有哪些呢？為了簡化討論過程，我們假設具有足夠性能和帶寬的純PCI-X解決方案已經(jīng)投產(chǎn)，那么所需考慮的問題是使用純PCI-X解決方案再加上連接PCIe的橋，還是開發(fā)全新的ASIC，并用PCIe鏈路替代PCI-X總線。

使用橋來加快產(chǎn)品上市降低開發(fā)成本

使用橋與現(xiàn)有PCI/PCI-X解決方案有兩大充足理由：一是上市時間(TTM)，二是開發(fā)成本。在TTM方面的優(yōu)勢非常明顯：使用兩種現(xiàn)成的成功解決方案可以使設計師直接進入電路版圖設計階段，從而可以留出大量開發(fā)時間用于產(chǎn)品驗證階段。之所以能夠實現(xiàn)TTM優(yōu)勢，是因為來自新芯片設計、創(chuàng)建新掩模組以及驗證和認證新芯片所需時間顯著減少。這些工作通常要花一年多的時間，這么長的時間可以直接留給板卡開發(fā)。TTM延遲將導致嚴重的收入損失，因為當新芯片設計出來時，競爭性解決方案已被客戶選用，而本公司當前設計會被淘汰。

另外，純PCIe解決方案的開發(fā)成本相當高昂。事實上對較低批量的項目來說這是不可逾越的障礙，因為它無法消化包括2.5Gbps PCIe鏈路在內(nèi)的芯片所要求的上百萬美元費用。

純PCIe方案可降低制造成本，縮小板級占用空間

當開發(fā)出帶PCIe鏈路的新型ASIC芯片時，就不再需要增加橋這樣的產(chǎn)品了。另外，與橋相關的電路板面積以及支持PCI或PCI-X總線所需的引腳都可以消除。原總線接口要求100多個引腳，采用純PCIe方案則可以減少到4個(針對PCIe x1鏈路而言，若是x4鏈路引腳數(shù)量則為16)。這種引腳數(shù)量的減少同樣可以降低ASIC成本，減小外形尺寸。