PCIe-Technologie

PCIe ist ein Kommunikationsstandard für bidirektionale serielle Hochgeschwindigkeits-Busse, welche die Leistungsanforderungen mit hoher Bandbreite und extrem kurzer Latenzzeit erfüllen. PCIe, das häufiger in industriellen Anwendungen eingesetzt wird, kommt jetzt auch in Automobilanwendungen zum Einsatz, da Hersteller damit begonnen haben, die Daten-Backbone-Architektur zu überdenken, um Systeme mit hoher Bandbreite und geringer Latenz zu unterstützen, die den exponentiellen Anstieg der Sensordaten und Benutzerinformationen verarbeiten, der Echtzeitverarbeitung erfordert.

Um diese Herausforderung zu lösen, unterstützt ein zentralisierter Rechenknoten viele verschiedene Domänentypen (ADAS, Infotainment, Antriebsstrang). Diese zentralisierte Recheneinheit würde in der Regel viele Module enthalten, die verschiedene Funktionen des Fahrzeugs unterstützen. So erhalten Autohersteller die Flexibilität, Funktionen des Fahrzeugs nach oben und unten zu skalieren und anzupassen, ohne den gesamten Domänencontroller neu zu gestalten. Da PCIe einen komplexen Root oder eine CPU (Central Processing Unit) für viele Endpunkte oder Empfänger unterstützt, kann ein zentralisiertes und modulares Design mit PCIe die Gesamtzahl der in einem Auto benötigten Steuergeräte und Kabel erheblich reduzieren.

Als in der Automobilindustrie Coprocessing und Redundanz über den Daten-Backbone erforderlich wurden, wurde PCIe immer attraktiver, da viele CPUs über eine native PCIe-Schnittstelle verfügen und keine zusätzlichen Schnittstellenumwandlungen über die Backplane erfordern. PCIe verfügt über ein riesiges Ökosystem mit offenen Softwareressourcen und hat die Bandbreite von Generation zu Generation mit einer sehr skalierbaren Bandbreite konsistent verdoppelt. So ist es möglich, dass das PCIe-Protokoll mit der Bandbreite mithalten kann, die durch das exponentielle Wachstum der Datenverarbeitung in der Automobilindustrie erforderlich ist.

Beim Entwickeln eines Hochgeschwindigkeits-Datensignalwegs kann Signalverschlechterung zu einer großen Herausforderung werden. Zur Wiederherstellung und Kompensation der Einfügedämpfung und des Rauschens von Leiterplattenmaterial, Durchkontaktierungen, Steckverbindern oder über Kabel kann ein Signalumformer wie ein Redriver oder Retimer erforderlich sein. Sowohl Redriver als auch Retimer verfügen über eine zuverlässige und lange Geschichte im PCIe-Ökosystem und verbessern die allgemeine Signalintegrität für die Übertragung von Daten über das PCIe-Protokoll. Tabelle 2 Listet die Unterschiede zwischen einem Redriver und einem Retimer auf. Erfahren Sie mehr über die Elemente, die den PCIe-Signalpfad ausmachen, indem Sie das Video ansehen und Probleme mit der PCIe-Signalintegrität lösen.