?????? ?提到PCIe總線通信，相信很多接觸過PCIe或PXIe板卡的用戶估計都有所了解過，相對于傳統(tǒng)的串口、USB和千兆以太網通信協(xié)議，PCIe協(xié)議本身可以實現更高數量級的總線通信帶寬，比如目前Xilinx FPGA KU家族芯片內置的PCIe IP核可以做到6.6GB/s，這樣對于那些需要超高帶寬的RF射頻、數字化儀、高速流盤等應用領域FPGA就有了絕對無法替代的優(yōu)勢了。這也是目前FPGA成為全球最火的芯片原因之一，真正的萬能芯片！

?????? ?從硬件接口的物理形式出發(fā)，一般帶PCIe通信接口的板卡要么直接插到工控機或者普通PC的PCIe插槽里面，目前常見的PCIe插槽，有X1、X2、X4、X8、X16，實際的物理接口如圖7-1所示。其中，X16向下兼容其他位寬的端口，也就是說數字越大，向下兼容性越好。另外，位寬越大，通信速度就越高，比如PCIe 2.0 X8接口可以實現6.6GB/s的傳輸速度；細心的用戶發(fā)現，一般的主板上還有一些古老的PCI插槽，其中，PCIe插槽跟PCI插槽底座形狀上的最大不同之處，PCIe小端口位于左邊，PCI小端口位于右邊，用戶千萬別接錯了！不過隨著技術的發(fā)展，PCI早晚會被PCIe全部替換掉。

????? ? 如果用戶希望自己的硬件也具備PCIe通信，一般有兩種實現方法：一是采用專用的PCIe芯片，就像USB外置專用芯片（Cypress、FT232）那樣，這樣處理器那一端可以自由選擇的余地就很大了，比如ARM、DSP、FPGA都可以，因為PCIe通信這塊交給了專用ASIC芯片來完成了，簡化了MCU端的編程復雜度；另外一種，就是直接采用內置了PCIe硬核IP的FPGA芯片，直接在FPGA芯片內部搞定PCIe所有的通信過程，那么與之對應的FPGA? PCIe硬件板卡或者開發(fā)板通常長什么樣子呢？這里用戶可以看一下圖7-2展示的實物圖，這塊開發(fā)板是帶PCIe X4接口的黑金ARTIX7 FPGA開發(fā)板（AX7103），也就是本書（LabVIEW My FPGA Pro4）配套的實驗平臺；圖7-3是帶PCIe X8接口的黑金AX7325 FPGA開發(fā)板（Kintex7），是我們下一本書（Pro5）配套的K7實驗平臺。

? ? ? ? 除了PCIe物理接口外，還可以將PCIe集成到PXIe接口里面，然后插到PXI或者PXIe機箱背板上，如圖7-4所示。因為PXIe的硬件實現成本要比PCIe高很多，而且需要結合PXIe機箱才能玩起來，所以從低成本的角度出發(fā)，選擇PC或者工控機作為載體，接入PCIe的方案無疑是一種性價比更高的解決方案；當然，PXIe支持在多個板子之間直接P2P互聯(lián)透傳等需要更復雜的應用時，具有一定的優(yōu)勢。目前國內做PXIe機箱和板卡種類比較齊全的是簡儀科技，當然，全球最大的PXIe廠商當屬NI公司。

? ? ? ? 無論是PCIe接口還是PXIe接口，底層走的通信協(xié)議本質上都是PCIe協(xié)議，所以在本章后續(xù)的內容里面，我們統(tǒng)一以PCIe總線通信協(xié)議作為代表，覆蓋了PXIe板卡等硬件，因為PXIe就是在PCIe的基礎上人為添加了一些獨立的數字IO接口，作為一些補充功能使用：比如時鐘路由，外部觸發(fā)導入，內部時鐘輸出，觸發(fā)生成等等。對于FPGA來說，無非就是操作一下IO口，所以PXIe實際上很簡單，因為我們的LabVIEW FPGA可以實現對FPGA IO在任意時鐘周期內的操作和控制。? ? ? ??

?????? ?本書重點是教會用戶使用LabVIEW來開發(fā)FPGA芯片里面的PCIe DMA通信程序，然后自己根據實際項目和產品功能需求，購買通用的FPGA板子或者使用FPGA核心板+底板的方式，來擺脫NI、簡儀、凌華等這些廠商的硬件控制，真正做到硬件自由化，軟件開發(fā)圖形化，移植成本代價最小化，綜合效益最大化；同時也是為了下一步純國產化FPGA方案提供了切實可行的方案，比如用戶可以選擇深圳國微或者上海復旦微電子的K7、V7芯片來代替Xilinx的FPGA芯片，然后做出百分百國產化帶PCIe DMA高速接口的自定義LabVIEW FPGA板卡出來，真正為軍工企業(yè)或者有可能被卡脖子的行業(yè)做出一份貢獻?。?！