NESY047A January 2023 – March 2024
PCIe 是雙向高速序列匯流排的通訊標準,可滿足高頻寬、超低延遲的效能需求。PCIe 較常運用在工業應用中,隨著製造商開始重新思考資料骨幹架構,PCIe 現在也在汽車應用中嶄露頭角,以支援高頻寬與低延遲系統,因應需要即時處理的感測器資料與使用者資訊指數增加。
為解決此挑戰,集中式運算節點支援許多不同類型的網域 (ADAS、車載資訊娛樂系統、動力傳動系統)。此集中式運算箱通常包含許多支援車輛不同功能的模組,讓車輛製造商無需重新設計整個網域控制器,即可靈活地進行車輛擴充、縮減和自訂功能。由於 PCIe 支援單一根聯合體或中央處理器 (CPU) 至許多端點或接收器,因此採用 PCIe 集中式與模組化設計,可大幅減少車輛所需的整體 ECU 和纜線。
當汽車產業開始需要跨資料骨幹進行共同處理與備援時,PCIe 也變得越來越具吸引力,因為許多 CPU 內建原生 PCIe 介面,不需在背板上進行其他介面轉換。PCIe 擁有龐大的生態系統與開放式軟體資源,並隨著各世代持續讓頻寬加倍且可充分擴充。正因如此,PCIe 通訊協定才能跟上汽車資料處理指數形成長所需的頻寬。
設計高速資料訊號路徑時,訊號衰減可能會成為一大挑戰。可能會需要轉接驅動器或重定時器等訊號調節器,以復原和補償印刷電路板材質、導孔、連接器或纜線的插入損耗及雜訊。轉接驅動器與重定時器在 PCIe 生態系統中擁有可靠且悠久的歷史,可改善透過 PCIe 通訊協定傳輸資料的整體訊號完整性。表 2 列出轉接驅動器與重定時器間的差異。請觀賞影片 解決 PCIe 訊號完整性挑戰,進一步了解構成 PCIe 訊號路徑的要素。
| PCIe 線性轉接驅動器 | PCIe 重定時器 |
|---|---|
| 低功耗 (無需散熱器) | 高功耗 (大多數情況下需要散熱器) |
| 超低延遲 (100 ps) | 中延遲 (根據 PCIe 4.0 規格要求 ≤64 ns) |
| 不參與鏈路訓練,但對根聯合體 (CPU) 和端點 (EP) 間的交涉透明 (與協定無關)。 | 完全參與有根聯合體 (CPU) 和端點 (EP) 的鏈路訓練 (協定知覺) |
| 不需 100-MHz 參考時脈 | 需要 100-MHz 參考時脈 |
| 有助於插入損耗 | 有助於插入損耗、抖動、串音、反射和線路對線路偏斜 |
| CTLE 是使用的典型等化電路 | CTLE、DFE 和發射器 FIR 是使用的典型等化電路 |
| 解決方案總成本約為 1 倍 | 解決方案總成本約爲 1.3-1.5 倍 |