一、市场现状
P0CI Express（PCIe）作为计算机总线的一个重要分支，具有高速串行点对点双通道高带宽传输的特点。目前，全球PCIe芯片市场的核心厂商包括博通、微芯科技和祥硕科技等，其中前三大厂商占据全球约58%的市场份额。中国作为全球最大的市场，占有大约50%的市场份额，随后是北美和欧洲，分别占比约13%和9%。
从产品类型来看，PCIe交换芯片占据最大份额，约为97%。从应用方面来看，SSD（固态硬盘）是PCIe最大的应用领域，其市场份额约为66%。
二、市场趋势
增长趋势：根据最新的市场研究报告，PCI Express接口卡行业预计将持续增长。预计到2028年，全球PCI Express接口卡市场规模将达到一定规模，并预计期间内将保持较高的年均复合增长率。
技术趋势：PCIe 3.0技术的加入为系统设计带来了更大的灵活性，并提升了数据传输和数据保护性能。随着技术的不断进步，PCIe的规格也在不断扩展，从PCI Express x1到PCI Express x32，满足了从低速到高速设备的多样化需求。
应用领域拓展：除了传统的服务器和SSD领域，PCIe的应用领域正在不断扩展。例如，PCI Express串行通信卡市场也在持续增长，预计在未来几年内将保持较高的复合增长率。
三、应用
服务器：PCIe在服务器领域的应用广泛，其高速串行点对点双通道高带宽传输的特性使得服务器能够处理更多的数据和任务。
SSD：SSD是PCIe最大的应用领域之一。PCIe SSD利用PCIe总线与计算机系统进行高速通信，大幅提升了数据存储和访问的速度。
其他应用：除了服务器和SSD外，PCIe还广泛应用于显卡、RAID阵列卡、PCI-E SSD固态硬盘等设备中，为各种高速设备提供了稳定可靠的数据传输支持。
综上所述，PCI Express（PCIe）在计算机领域具有广泛的应用和巨大的市场潜力。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，PCIe的市场地位将得到进一步的巩固和提升。
在科技的浩渺宇宙中，PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express）如同一条璀璨银河，将硬件设备紧密连接在一起，为信息传输构建起高速通道。作为现代计算平台不可或缺的一环，PCIe标准以其卓越的数据吞吐能力和灵活性，在市场上占据着举足轻重的地位。
四、PCI Express市场的繁荣
随着数据量爆炸式增长以及对高性能计算需求的提升，全球范围内对于PCI Express技术的需求持续高涨。从个人电脑到数据中心服务器，从嵌入式系统到高端工作站，几乎每一个角落都能看到PCIe接口的身影。其市场规模不断扩大，各大芯片制造商纷纷推出支持最新PCIe规范的产品，以满足日益严苛的应用场景。
五、PCI Express的趋势展望
着眼于未来，PCI Express正朝着更高速率的方向发展。新一代PCIe 5.0及即将到来的PCIe 6.0标准将继续推进行业向前迈进，提供比以往任何时候都更加密集的数据传输能力。同时，针对特定领域的扩展总线如CCIX (Cache-Coherent Interconnect for Accelerators) 和CXL (Compute Express Link)，也正在与传统的PCIe互操作性基础上增添新的活力。
六、PCI Express的广泛应用
无论是存储解决方案中的固态硬盘(SSD)，还是图形处理器(GPU)和网络适配器等外设，均依赖于PCI Express提供的低延迟和高带宽通讯。而新兴领域例如人工智能(AI)、机器学习(ML)、无人驾驶汽车技术和边缘计算等领域也在积极采纳PCIe技术，进一步拓宽了它的应用场景边界。
最终用户需要更多具备多媒体功能的终端；从iPod视频或YouTube这样的博客站点就能看出这一趋势。当用户接收这类数据时，对于有效存储和更高的互联速度的要求变得十分关键。

Gbps是今天应用对带宽的要求，并且注意力也从处理速度转移到了高速互联上。多种的串行标准已经出台。支配这些标准的主要市场需求是：
·可升级的性能
·可扩展的功能集，以适应不同的产品型号（芯片到芯片、底板、电缆）
·适用于不同细分市场和应用的互联
·在主流的应用中实现低成本的串行解决方案

PCI Express（PCIe） 是一种主流的串行标准，它是2002年问世的第三代 I/O 互联技术，为从 PCI 到 PCIX（参见表1）提供了一条升级路径。PCIe 已成为PC 产业的标准互联技术，并且在其它应用中也有巨大的发展动力（图1）。它具有可升级能力、可扩展的功能集、很强的市场适应能力和低成本特性。

PCIe的核心优势包括：

·高速串行标准能以每条通道2.5Gbps的线速进行双向通信
·基于分层数据包的架构，为模块化设计创造了条件
·通过更简单的升级就能实现带宽增强（高达80GB）——1、2、4、8、16和32条通道
·先进功能，比如可靠性、电源管理和热插拔
·借助虚拟通道、业务等级和服务质量（QoS）等特性支持下一代三维/多媒体业务
·全新外形和革新的设计方便使用，为设计满足不同细分市场需求的产品创造了条件
·软件投资保护，支持现有的PCI架构和基础设施

表1：PCI/PCI-X/PCIe 规格和带宽

图1：PCI Express 的发展态势

图2：Virtex-5 LXT FPGA中的 PCIe 端点模块

用户的欢迎、设计订单和用户的积极反馈，使我们更好地理解 PCI Express 在客户产品中固有的优势。为了能在今天创建解决明日问题的解决方案，并跟上时代迅速发展的步伐，Xilinx 公司在其 Virtex-5 LXT 器件中融入了硬 PCI Express 端点模块（图2）。

Xilinx 的PCIe 端点模块的显著优势包括：
*完整的功能，完全符合 PCIe 基本规格 v1.1 版要求

—可配置的 PCIe 端点解决方案
*通过PCI plug-fest的兼容性/通用性测试

更多内容请看：wwwpc17.com.cn
*支持1-、2-、4-或8-通道的实现
*符合所有关键要求
—接面信号标准
—协议（CRC、自动重试）
—QoS
—热插拔
*采用 Xilinx? RocketIOTM GTP 收发器模块

—PCI Express 终端规格
—100MHz 直接参考时钟
*节约资源

—内嵌于所有 Virtex-5 LXT 器件
—与 GTP 收发机相邻
*简易设计

—缩短设计周期
—简化、直接的设计流程
*低成本和低功耗
*使用可配置的 block RAM 来进行数据包缓冲处理
—接收缓冲器
—发送缓冲器
—重试缓冲器
*简单的事务处理层接口，便于集成
*提供统计和监控数据
—信用状况、最大有效载荷、错误信号
*两条虚拟通道用于QoS

—循环调度 (round robin)、加权循环调度 (weighted round robin)或严格优先级调度

图3：高性能 Virtex-5 LXT PCIe 解决方案节省了功耗和板卡空间

使用Virtex-5 LXT PCIe模块进行设计

PCI Express 的发展势头很旺，并被PC业界广泛接受。工程师在使用基于 Virtex-5 LXT FPGA 的 PCIe 端点进行设计时，也能够通过利用以下这些优势，来引导 PCI Express 在新市场上的增值能力：

l更快的上市时间。现有的 ASSP 大多不能支持今天的 PCIe；FPGA 可把并行的专有协议接口和 PCIe 之间搭建一座桥梁。此外，PCI Express 标准的持续改变，在形成广泛市场基础前，阻止了 ASIC/ASSP 的发展。一个典型的案例是最近于2006年9月召开的英特尔开发者论坛上由英特尔和IBM共同发布的 “Geneseo” 架构以推动新应用的发展。Xilinx 公司也积极支持扩展 PCIe 构架的倡议。

l更低的功耗和更小的占位面积。使用 Virtex-5 LXT 解决方案（图3）能达到更高性能同时缩小产品设计的体积。PCIe 端点模块能够让设计人员在选择更小器件的同时，仍能节省大量的功耗和成本。

l专用协议和现有标准与 PCIe 之间的桥梁。传统产品的小型化（针对 PCI Express 而优化），需要在现有标准和 PCI Express 之间搭建一座桥梁。新型 Virtex-5 LXT 平台提供了实现这种转换所需的定制和逻辑资源，还提供了通往其它串行标准的桥梁。

l·可升级的解决方案。PCI Express 协议已经成为主流，但协议本身和用户终端还处于迅速发展阶段。使用 Virtex-5 LXT PCIe 端点模块进行设计，使你能够将同一 Virtex-5 系列产品，从1条通道升级到4条通道，甚至8条通道。这就使你能够验证未来的系统和终端。此外，由于 PCIe 本身兼容 PCI和PCIX 构架，升级和设计基于 Virtex-5 LXT FPGA 的解决方案，不仅能够保护现有的软件投资，而且能够延长基础设施的使用寿命。

Xilinx PCI 的历史

Xilinx 公司一直走在 PCI/PCI-X/PCIe 技术的最前沿。
主要成就包括：
1996：业界第一款面向 FPGA 的 PCI 核心
1999：业界第一套64位 66MHz 的 PCI 解决方案
2000：业界第一套64位、133MHz 的 PCI-X 解决方案
2003：业界第一套 PCIe 解决方案
2005：业界第一套 PCIe PIPE 解决方案——Xilinx+NXP半导体
2006：业界第一套 FPGA Express 卡解决方案——Xilinx+NXP半导体

*支持多种外观形状。Virtex-5 LXT RocketIO GTP 收发机与竞争性 FPGA/ASSP 解决方案相比，具有巨大的功耗优势。这使得设计人员考虑在面向新市场的产品中使用 Virtex-5 FPGA。借助面向不同解决方案的可扩充逻辑密度，设计人员可以充分发挥65纳米 FPGA 内在的优势，以支持不同的外观形状。例如，一张独立显卡的台式机解决方案，可把Virtex-5 LXT外形小型化来达到Express卡的要求。相反，设计人员也可把独立显卡的PCle解决方案中的Virtex-5外形改变以支持诸如ATCA、uTCA 和服务器I/O模块之类的高性能解决方案。
*
表2：Virtex-5 LXT PCIe 端点的应用

PCI ExpressFabric 拓扑

PCI ExpressFabricTM 拓扑，指这样一种体系，其中包含了ROOT COMPLEX（RC）、多个终端（I/O器件）、开关和PCI Express/PCI 桥路，它们通过 PCI Express 进行互联。

RC是I/O层次的根部，将CPU/存储器子系统与I/O相连。RC可以支持一个或多个PCI Express 端口，例如英特尔芯片组。

开关定义为多个虚拟 PCI 之间的桥路器件的逻辑组，它们使用一种基于地址路由的 PCI 桥路机制来传递执行信息，例如 IDT PCI Express 开关。

端点是指能作为 PCI Express 执行的请求者或完成者的那一类器件，可以是 PCI Express自身，也可以是一个非 PCI Express 器件，例如连接在 PCI Express 上的图形控制器。

图4：PCI Express 总线拓扑

图5：通信系统中的PCIe

图6：高端桌面/服务器系统中的PCIe

带有内置PCIe 端点模块的 Virtex-5 LXT FPGA，能够被用于任何一种外形的产品设计，如表2所示。

图5和图6显示了采用 Virtex-5 LXT PCIe 端点模块集中多源业务以及实现其他协议和 PCI Express 协议互通的各种应用的框图。

结论

内置 PCIe 端点模块和 RocketIO GTP 收发机的 Virtex-5 LXT 平台，是一种功能全备并且完全符合 PCI Express 总线协议的 PCIe 解决方案，具有极大的价值。现在，产品制造商不再需要购买知识产权许可证，同时可以得到更低的功耗和很少使用的逻辑资源。通过使用功耗只有软IP替代品50%的更小的 FPGA 器件，能够大幅度地降低成本。内置的硬模块可缩短设计时间，保障产品功能和易用性。

Virtex-5 LXT 平台在一块高速、低功耗的65纳米 FPGA 上提供了独特的内置 PCIe 能力，开创了高效 PCIe 系统开发的新时代。

综上所述， PCI Express不仅是今日电子世界的命脉，更是推动科技创新的重要力量。面对数字化转型的时代浪潮，它将持续扮演关键角色，连结过去与未来，开启无限可能的新篇章。我们有理由相信，在不久的将来，伴随着新技术的发展和市场需求的变化，PCI Express将会迎来更多突破性的变革，并继续引领行业发展的新航路。