IDT扩展PCIe Gen2交换系统互连解决方案领导地位

有了新的 PCIe Gen2 解决方案，IDT 能够提供针对多主系统无可比拟的设计灵活性的系统架构。多主用来定义具有多个 CPU 联合体的系统，在 PCIe 术语中通常称为“主联合体（root complexes），它共存、通信、共享和管理系统资源。这样的系统也被称为多域系统，因为每个 CPU 联合体都是 PCIe 域的主联合体。

PCIe 是由具有单主（主联合体）和多个端点的树状拓扑定义的。主和端点之间可以直接或通过 PCIe 交换器连接。每个域中的主联合体都负责发现 PCIe 设备、运行中的枚举和管理，包括地址和内存空间的管理。图 1是一个简单的 PCIe 域及其元件的实例。

虽然由PCIe 规范定义的单主拓扑提供了一个处理联合体与本地 I/O 之间可扩展、低功耗和高性能连接，但一个系统中处理能力需求的增加和对补充处理单元的需求（中央处理器、管理处理器、网络处理器和安全处理器等）使一个系统中处理器的数量超过了一个主，先进的 PCIe 交换架构需要提供：

• 支持多主与主之间的通信
• 动态资源映射和共享：I/O和外设计算元素
• 计算和智能 I/O 元素间一致且有效的一对多数据分布
• 跨多种尺寸和能力的可预测线速性能
• 低功耗
• 高可靠性、可用性、可维护性（RAS） 和安全性
• 利用现有的硬件、固件和软件生态系统

新系列 IDT PCIe 系统互连交换解决方案内在的创新基础是公司先进的交换架构，它可以将一个物理交换器在逻辑上划分为多个逻辑子交换器，每个子交换器都有子交换分区作为独立的域，完全符合 PCIe 协议和规范。新的交换器通过提供更多分区/域之间通信的功能，包括通过直接内存访问（DMA）和支持多播或广播数据传输的先进数据处理补充了架构的创新。最后，所提供的交换器的复位和时钟逻辑可以确保每个交换器分区运行完全符合独立于所有其他分区的规范。

IDT 公司首创了第一个 PCIe 交换解决方案，通过建立一个分区交换架构提供了多主支持。这种先进架构确保了一个物理器件作为多个逻辑交换器运行，每个逻辑交换功能完全符合 PCIe 域，下图所示。该架构支持多达 8 个不同 PCIe 域和主联合体，能够在静态或动态基础上安排和分配交换器端口和连接。这种强大的架构可实现以往 PCIe 无法实现的许多应用：

● 取代多个有一个交换器的分立 PCIe 交换器，以节省功耗、空间并降低成本
● 灵活的槽映射，以取代PCIe信号交换器
● 高可用性系统的端口故障恢复，以实现比可移动上行端口更大的灵活性
● 带宽平衡以优化系统资源配置

利用分区交换架构提供的多达 8 个独立的主联合体支持，IDT 系列通过配置多达 8 个非透明桥（NTB）功能的新系列交换器扩展了系统功能，实现交换分区和 PCIe 域之间的通信。交换器内的非透明桥功能实现了主联合体隔离和地址转换，实现如下图所示的域间处理器间的通信。

如上图所示，IDT 交换器为系统设计人员提供了两个 DMA 控制器，为整个系统的高效数据移动创建了中央位置，并从管理数据移动卸载处理资源。DMA 传输由内部和各交换分区和 PCIe 域支持。

IDT 分区交换架构、非透明桥和 DMA 功能的强大组合还为多主故障恢复提供了业界最佳支持。与以往或同类仅由双主机故障恢复的交换器不同，IDT 解决方案可以利用一个主机（主）对系统中任何其他主联合体或主联合体组合进行全状态和无状态故障恢复。

新增的数据移动功能支持 PCIe 多播。IDT 推出了第一款 PCIe 多播器件，扩展了在交换器分区和 PCIe 域内及之间支持多播信息传输的新系列交换器的重要功能。

最后，IDT 的交换解决方案通过智能管理系统计时和复位功能解决了关键的多主系统设计问题，有助于交换分区和 PCIe 域完全独立运行。每个系统分区和域能够在无需任何其他 PCIe 域全局交换器影响的情况下复位。同样，IDT 通过解决 PCIe 系统中关键的系统计时问题，利用其丰富的硅计时产品组合，支持了多个时钟域。IDT 解决方案独特地支持了端口参考时钟，可用来代替全球系统时钟，使每端口时钟隔离，实现多个时钟域，包括用于支持业界最灵活时钟架构扩频时钟（SSC），如下图所示。

PCI Express 是一种基于标准的架构，与以往的 PCI-X 和 PCI 标准向后兼容。随着协议的高度可扩展，PCI、PCI-X 和更多最近发布的 PCIe 都成为了计算、通信和嵌入式系统芯片到芯片互连事实上的标准，可提供低成本和低功耗互连解决方案。创新的架构和信新的 IDT PCIe Gen2 交换解决方案系列符合该规范，可提供与 PCIe Gen2、PCI-X 和 PCI 向后兼容的 PCIe Gen2连接。新系列 IDT 解决方案是业界首款符合 PCIe 基础规范 2.1 修订版兼容的产品。

利用 8 至 24 端口和 12 至 32 通道的交换配置和丰富的功能集，包括 DMA、多个 NTB，每端口时钟和支持多主系统操作的分区架构多播，新系列 IT 交换器适合广泛的通信、嵌入式和存储应用。总之，任何为实现多个系统处理单元间高性能连接，以及寻求空间和功耗效率关键的应用领域中各自域和域间通信支持的应用，都将从 IDT PCIe Gen2 交换解决方案中受益。