PCB高速总线PCIE设计技巧

一,别被忽悠,只有SSD遇见PCIE,才叫速度

笔记本电脑的运行速度很大程度取决于硬盘的选择,大家都知道SSD固态硬盘比HDD机械硬盘快不止一个量级,但是SSD又分PCIE接口和SATA接口,这两个接口那个的速度更快呢?我们来看看下面这个表。

pcie固态硬盘对比m2快多少(SSD固态硬盘遇见32g速率PCIE才叫速度)(1)

PCI-E最大的通道总线带宽带宽高达32Gbps,sata3 3.0 理论上最高速度只有6Gbps, 显然PCIE接口的SSD比SATA要快的多的多。传统SATA接口的SSD在进行数据操作时,会先将数据从从硬盘读取到内存,再从内存提取至CPU进行计算,计 算后写入内存,然后存储至硬盘中,完成一轮数据处理;而PCI-E处理方式就高效多了,数据直接通过总线与CPU相连,省去了内存调用硬盘的过程,能够接 近最大的传输速度,承载最大的数据量;看来真的是只有SSD遇见PCIe,才叫速度。原创今日头条:卧龙会IT技术

PCIE不仅可以作为SSD接口,还可以可插接显卡、声卡、网卡、USB2.0卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡,通过插接不同的扩展卡可以获得电脑能实现的几乎所有功能,是名副其实的"万用"扩展插槽。

pcie固态硬盘对比m2快多少(SSD固态硬盘遇见32g速率PCIE才叫速度)(2)

PCIE的前身是PCI,PCI是个并行总线,数据宽度上看,PCI总线有32bit、64bit之分;从总线速度上分,有33MHz、66MHz两种。PCI插槽大都为白色,不过现在主板上PCI的槽一般都没有了

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线

在高速互连领域中,使用高速差分总线替代并行总线是大势所趋。与单端并行信号(PCI总线)相比,高速差分信号(PCIe总线)可以使用更高的时钟频率,从而使用更少的信号线,完成之前需要许多单端并行数据信号才能达到的总线带宽。原创今日头条:卧龙会IT技术

PCIE总线分×1、×4、×8、×16和Gen1、Gen2、Gen,可通过速度来区分,如下图:

pcie固态硬盘对比m2快多少(SSD固态硬盘遇见32g速率PCIE才叫速度)(3)

二,PCB高速总线PCIE设计技巧

原理图如下:

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1、 PCIEx16包含16对TX差分、16对RX差分(共32对差分信号线)、smb_clk、smb_clk、PCIE_WAKE、PLT_RST-、以及12V,3.3V,3.3Vsb电源(12V电流4A、3.3V电流3A、3.3Vsb电流0.2A)。原创今日头条:卧龙会IT技术

2、 差分信号线阻抗控制在85OHM /-10%,单端信号线阻抗控制在50OHM /-5%;

3、差分对之间的距离、差分对和所有非PCIE信号的距离是20MIL,以减少有害串扰的影响和电磁干扰(EMI)的影响。

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4、差分对中2条走线的长度差最多5MIL;2条走线的每一部分都要求长度匹配。原创今日头条:卧龙会IT技术

5、当PCIE信号尽量不打孔,最多2个过孔,差分对如需走线换层时,应在靠近信号对过孔处放置地信号过孔,每对信号建议置1到3个地信号过孔。PCIE差分对采用18/8的过孔,并且两个过孔必须放置的相互对称。

6、PCIE需要在发射端和接收端之间交流,差分对的两个交流耦合必须有相同的封装尺寸,推荐0402封装,位置要对称且要摆放在靠近连接器这边,电容值推荐为0.1uF。

7、PCIE所有的差分对不能跨岛都必须有一个完整的地平面作为参考;

PCB Layout图如下:原创今日头条:卧龙会IT技术

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看完后大家是不是觉得高速PCIE总线的PCB设计很简单了;有疑问可以留言大家一起讨论,或者你对PCB的设计经验也可以分享投稿到卧龙会大家一起学习

原创 | 卧龙会 玉京龙

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