Microsoft Word - 03_PCIe特集_PCIe実現方法.doc

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2006 年 12 月第 3 回

【目次】

「でもやっぱり難しそう」そう感じる貴方の為の簡単 PCI Express 実現方法... 2

1 PCI Express に時間もコストも掛けたくない！そんな方へ PCI Express Bridge がお勧め！ ... 2

2 PCI Express Bridge とは？... 2

3 PLX technology 社の PCI Express Bridge... 3

3.1 PEX8111 PCIe to PCI bus Bridge ... 3

3.2 PEX8311 PCIe to Local bus Bridge ... 3

3.2 PEX8114 PCIe to PCI (or PCI-X)bus Bridge ... 3

4 PCI Express Bridge はどんな所で使われている？ ... 4

4.1 現在 PCI ボードを設計、使用されている場合 ... 4

4.2 PCI Express がメインのシステムの場合 ... 5

5 その他の Bride 製品 ... 5

(2)

「でもやっぱり難しそう」そう感じる貴方の為の簡単 PCI Express 実現方法

1 PCI Express に時間もコストも掛けたくない！そんな方へ PCI Express Bridge がお勧

め！

皆さんは PCI Express のご使用を考えた時、何が必要になるのか、どうやって設計すればいいのかなどを考えると思います。

比較的新しいバス規格である PCI Express の導入にはまだ障壁が高いと考えていらっしゃる方も多いのではないでしょうか。そんな方にお勧めしたいのが PCI Express のブリッジチップです。

従来 PCI Express の実現には FPGA 又は ASIC を使用し、PHY を内蔵する事が難しい場合には PHY チップを外付けし、MAC 層の実現の為に IP コアを用意する必要がありました。

この方法は今後一般的に使用されるようになり、今からご評価頂く必要は十分ございます。

しかし、いずれはこの方法で行おうと考えているが、現在はそこまで深くを望まないという場合、ブリッジチップを検討してみてはいかがでしょうか。

2 PCI Express Bridge とは？

PCI Express ブリッジとは「ブリッジ」という名前の通り PCI Express とその他のバス（PCI、PCI-X、 Local）の橋渡しをする為のデバイスとなります。

PCI Express ブリッジを使用する事には以下のようなメリットがあります。

・FPGA や ASIC では必要だった PCI Express 部分の設計を行う必要がない為、設計期間の短縮ができる。

・PCI Express 専用の ASSP なので PCI Express に準拠し、動作が保障されている。・PHY、MAC 部分が内蔵されている為、PHY チップや IP コアを購入する必要がない。・既存のシステムにブリッジップを追加するだけで PCI Express が実現できる為、既存のシステムの変更を最小限に留め、PCI Express に移行できる。

このように、速く、簡単に、安心して PCI Express をご使用頂く事ができるのはこのブリッジチップです。

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3 PLX technology 社の PCI Express Bridge

PLX Technology 社は PCI などの IO コネクトを専門とし、PCI Express デバイスを市場に初めて参入した会社です。PCI-SIG にも加盟しており、数々の PCI Express 関連のデバイスを取り揃え、実績も多数ございます。今回ご紹介させて頂いております PCI Express ブリッジは以下のようなラインナップを持ち、既に多くのお客様にご採用頂いております。

3.1 PEX8111 PCIe to PCI bus Bridge

PCIe rev. 1.0a PCI rev. 3

Lane 数 1 PCI bit/MHz 32bit/66MHz

PBGA 14mm×14mm

パッケージ

FPBGA パッケージサイズ 10mm×10mm

評価キット ○

3.2 PEX8311 PCIe to Local bus Bridge

PCIe rev. 1.0a - -

Lane 数 1 Local bit/MHz 8,16,32bit/66MHz

パッケージ PBGA パッケージサイズ 21mm ×21mm

3.2 PEX8114 PCIe to PCI (or PCI-X)bus Bridge

PCI rev. 3

PCIe rev. 1.0a

PCI-X rev. 1.0b

Lane 数 1,2,4 Local bit/MHz 64bit/133MHz

パッケージ PBGA パッケージサイズ 21mm ×21mm

【詳細リンク先】

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4 PCI Express Bridge はどんな所で使われている？

ブリッジは実際どのように使われているのでしょうか。PCI を使用していらっしゃる方であればブリッジを使用される機会は多いと思いますが、特に多いケースを以下に記載させて頂きます。

4.1 現在 PCI ボードを設計、使用されている場合

現在 PCI ボードを現在設計、使用されている方は、今後 PCI Express ボードへの対応を必要とされる事が多くなると考えられます。既存のボードの変更を最小限に抑え、簡単に PCI Express に移行する事を考えると、やはり Bridge の存在は欠かせません。

＜例＞PCI Express Digital Video Recorder (DVR)Cards

PCI Express への移行は DVR においても例外でなく、これまで PCI カードの形態を取ってきた DVR カードも PCI Express への移行を迫られました。

A 社では以下の図のような PCI カードを作っていましたが、このビデオコントローラは PCI にしか対応していませんでした。これを変更するとなると既存のシステムから大幅の変更をする事になり、チップ選定から基板の設計と、多くの手間が必要となります。

そこで、PCI Express ブリッジ（PEX8111 を）図のように加える事で、既存のコントローラをそのまま生かし、簡単に PCI Express を実現する事を可能としました。

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PEX8111 はパッケージも小さく、低消費電力だった為 DVR カードへの負荷も最小限に留める事ができました。

4.2 PCI Express がメインのシステムの場合

サーバ、ワークステーションなどで PCI Express の導入が進む中、チップセットに実装されているインタフェースは PCI Express のみというケースも多くなってきています。しかし、PCI はまだ需要がある事を考えると、ここでもブリッジの必要性が見えてきます。 ＜例＞Industrial Controller System

B 社では Industrial Controller System において、昔からスケーラビリティとパフォーマンスの限界に悩んできました。そこで PCI Express を導入する事により、他社との差別化とスケーラビリティ、パフォーマンスの確保を実現しました。

この頃、FPGA ではまだまだ PCI Express に対応するのが難しく、その上 250MB/s 程度の転送レートしか必要としていませんでした。このように PCI Express がメインのシステムと見えても Local bus や PCI bus の需要はしばらくなくなる事はないでしょう。

5 その他の Bride 製品

ここで、PLX Technology 社の扱う、PCI Express 関連以外の Bridge 製品につきましてもご紹介させて頂きます。

・PCI to Local Bus Bridge（PCI9xxx シリーズ） PCI bus を Local bus へ変換する為のデバイスです。

PCI9xxx シリーズは多くのラインナップをもち、マスタ/ターゲットデバイス、ターゲットデバイス、ISA bus 対応製品もご用意しております。

機能としましても、ホットスワップ、５V トレラント、DMA、アービターなど対応しております。・PCI to PCI Bus Bridge（PCI6xxx シリーズ）

PCI におけるバスの拡張と、周波数の変換を行ないます。

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PCI6xxx シリーズだけで約 10 製品ございますので、お客様の仕様にあったデバイスを見つけて頂けるのではないでしょうか。

また、他社の PCI to PCI Bus Bridge とピン互換品をご用意しております。

【詳細リンク先】

PLX 社 PCI9xxx シリーズ http://www.paltek.co.jp/plx/products/04_PCItoLocal/index.htm PLX 社 PCI6xxx シリーズ http://www.paltek.co.jp/plx/products/03_PCItoPCI/index.htm

最後に…

PCI Express は現在全ての市場で使われている訳ではございません。しかし、PCI Express を使用する事による他社製品との差別化や、近い将来 PCI Express への対応を迫られる事になる事を考えますと、今のうちから PCI Express の導入、又は評価をお勧め致します。中でもブリッジ製品はこれまで PCI Express の実績がない方でも導入は難しくなく、コストメリットも多くございます。

ご興味持って頂けましたら是非 PALTEK までお問い合わせ下さい。