1.1課題研究背景

在目前高速發展的計算機平臺上，應用軟件的開發越來越依賴於硬件平臺，尤其是隨著大數據、雲計算的提出，人們對計算機在各個領域的性能有更高的需求。日常生活中的視頻和圖像信息包含大量的數據，對此計算機對這些海量信息的實時處理、高效傳輸和大容量存儲都是今後計算機發展的趨勢和目標。

總線是由多個部件和設備所共享的，是計算機通信接口的重要技術。為了簡化硬件電路設計、簡化系統結構，通常用一組線路配置適當的接口電路，與各部件和外圍設備連接，這組共用的連接線路稱為總線。采用總線結構便於部件和設備的擴充，制定統一的總線協議有利於不同設備之間實現互連，而無需修改當前的驅動程序和應用程序軟件。總系按物理位置可分為，片內總線、元器件級總線、系統總線和外部總線。

計算機的硬件系統主要由存儲器、運算器、控制器、輸入輸出設備等部件組成，系統總線是連接這些設備組件的神經網絡[1]，是中央處理器（Central Processing Unit，CPU）與其他部件間數據、地址、控制信息傳送的共享通道。按傳送的內容系統總線可分為數據總線（Data Bus，DB）、地址總線（Address Bus，AB）、控制總線（Control Bus，CB）。數據總線用於CPU與主存儲器和輸入輸出接口之間傳送數據信息，地址總線，控制總線。

系統總線主要總要有處理器總線和I/O總線

系統總線技術作為計算機快速發展的基礎，其實質是計算機發展的一個縮影。

在計算機技術不斷發展的同時，顯卡、內存、硬盤等功能部件得到了顯著成就，處理器的主頻也越來越高。相比之下，

PCI Express是繼前兩代總線後的第三代I/O總線,是目前最新的總線和接口標準，已經全面覆蓋了PCI和AGP插槽，而且還有河大的發展潛力，在兼容PCI關鍵特性的同時將原來並行總線的實現方式改為串行總線，使共享帶寬變為獨占帶寬。PCI Express 有很多種規格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X ,能滿足現狀和將來一定時間內出現的低速設備和高速設備的需求。PCI Express在邏輯上自上而下劃分為事務層（TLP）、數據鏈路層（DLLP）、物理層（PLP）,

鏈路：從一個結點到相鄰結點的物理線路，PCI Express鏈路是兩個設備之間的物理連接

差動信令：

Hard Memory Controller and Hard PHY

硬存儲器控制器和硬物理層

PHY physical layer 物理層; physical layer interface 物理層接口

Intel? Arria? 10 Avalon-MM DMA

Interface for PCIe* Solutions User

Guide

英特爾?阿裏亞10?Avalon總線的DMA

PCIe *解決方案的用戶界面

指南

Intel美國英特爾公司，以生產CPU芯片著稱; intelligence 智力，智能

DMA Interface直接存儲存取接口; 存儲票接存取接口

PCIe總線和接口標準(Peripheral Component Interface Express)

PCI Express

支持的最大直接存儲器存取 (DMA) 量現高達 1 MB，大幅提高了 DMA 數據在讀和寫方向的傳輸效率

在 Arria 10 及所有 28 nm 器件上實現

支持 128 位和 256 位 Avalon 內存映射 DMA 接口

適合 Arria 10 器件的單根 I/O 虛擬化 (SR-IOV) 可隨時投產，以全面量化數據中心的資產利用率。欲了解更多詳情，請訪問 PCI Express 產品頁面並點擊 SR-IOV 用戶指南。

According to the PCI Express protocol, the whole design is mainly divided into the transaction layer and data link layer.

根據PCI Express的分層協議，整個設計主要分為數據事務層和數據鏈路層兩個部分。

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PCI Express