【转载】PCIe扫盲——PCI Express物理层接口（PIPE）

PCIe扫盲——PCI Express物理层接口（PIPE）

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PCIe物理层接口（Physical Interface for PCI Express，PIPE）定义了物理层中的，媒介层（Media Access Layer，MAC）和物理编码子层（Physical Coding Sub-layer，PCS）之间的统一接口，旨在为提供一种统一的行业标准。如下图所示：

其中MAC和PCS都属于PCIe中的物理层逻辑子层部分，而PMA（Physical Media Attachment Layer）则属于物理层电气子层。需要注意的是，PIPE规范是由Intel提出的行业建议，并非PCI-SIG规定的PCIe标准之一。PCIe设备厂家完全可以自主选择是否采用PIPE规范。

由于业界通常采用SerDes器件（包括FPGA中集成的SerDes模块）来实现PCIe中的PCS和PMA，所以往往MAC（以及事务层和数据链路层等）和PCS/PMA是独立设计的，甚至是不同厂家设计的。为这之间提供统一的行业标准——PIPE，有助于使不同厂家之间的设备有更好的兼容性。当然，也有很多PCIe设备完全是由一个厂家设计的（如部分基于PCIe的ASIC等），此时是否采用PIPE的必要性就不是那么重要了。

随着高速串行技术的发展，各种串行通信技术的物理层逐渐走向了统一，用户甚至可以基于FPGA中的SerDes/PCS完成多种高速串行通信接口的设计。这些通信接口的区别往往只是体现在高层协议（数据链路层与事务层等），在物理层上（尤其是物理层电气子层上）基本上是一致的。

虽然PIPE规范最早是用于PCIe总线中的（从命名方式就可以看出来），但是该规范的后续版本逐渐开始支持了其他的串行接口。以Intel发布的最新版本的PIPE Spec为例（v5.1），该版本涉及PCI Express、SATA、USB、DisplayPort和Converged IO等多种高速串行接口。

USB中的PHY/MAC接口，如下图所示：

详细的PHY/MAC接口（PIPE）的示意图如下（PCIe、USB等）：