目次

カラー・プレビュー　PCI Expressアドイン・カード解体新書

　100枚もの画像をたった1秒で送ることができる高速シリアル・インターフェース
Prologue　PCI Expressの時代がやってきた!
　1　PCI Expressとは
　2　PCIから進化したPCI Express
　3　PCI Expressでできること
　4　転送速度を選べる/基板設計が容易/PCIとソフトウェア互換…
　5　作り込みやすくなってきたPCI Express
　6　USB 3.0はPCI Expressの物理層を採用
　【コラム】データ転送のシリアル化が進む理由


　プロトコル構成やレジスタや物理層の動作などがしっかり分かる!
第1章　PCI Expressの基礎知識
　1-1　システム構成とプロトコル階層
　1-2　トランザクション層の機能
　1-3　データ・リンク層の機能
　1-4　ソフトウェア層――従来PCIとの互換性を維持
　1-5　物理層の技術
　1-6　物理層の電気サブブロック基本技術
　【コラム1-1】PCI Express策定の歴史
　【コラム1-2】反射やノイズに配慮したクロック伝送の工夫

　物理現象を理解すれば高速差動伝送は怖くない!
第2章　伝送方式とプリント・パターン設計
　2-1　当たり前になってきた高速シリアル信号
　2-2　マザーボード上の高速インターフェースの信号を考察する
　2-3　プリント基板パターン設計のポイント
　2-4　Gen1(2.5Gbps)とGen2(5Gbps)の違い
　2-5　5Gbps，Gen2基板の配線パターン設計
　【コラム2-1】ガラス繊維の編み方による信号劣化

　誤挿入防止や取り付けのための工夫が分かる
Appendix A　アドイン・カードのピン配置と外形寸法
　A-1　コネクタのピン・アサイン
　A-2　外形寸法や取り付けのしくみ

　低コストのアドイン・カードで使う高速パラレル・インターフェースPIPE
第3章　PHYチップを使った基板設計
　3-1　PHYチップのメリットとデメリット
　3-2　標準インターフェースPIPEとは
　3-3　高速パラレル・インターフェースPIPEの基板設計
　3-4　PCI ExpressソフトIPコアの実装例
　3-5　PHYチップとPIPEの今後

　マルチ電源の回路設計と基板設計をマスタ!
第4章　アドイン・カードの電源設計
　4-1　要求される電源仕様
　4-2　電源仕様を満たし小型化できる電源デバイスを選ぶ
　4-3　プリント・パターン設計
　【コラム4-1】PCI Expressパワーアップ・シーケンス

　CPUを介さず高速にデータをやりとりさせる
Appendix B　FPGAで実現するDMA転送
　B-1　ハード・マクロとソフト・マクロの回路使用率の違い
　B-2　DMA転送速度の測定実験
　B-3　最大データ転送量の最適化設計

　ソース公開の無償IPコアでよく分かる
第5章　FPGA用IPコアの選び方
　5-1　PCI Expressのおさらい
　5-2　IPコアの選定基準
　【コラム5-1】高価なロジアナを使わずにFPGAの実機動作を確認する方法

　無償IPコアですぐ試せる
第6章　IPコアを使ったFPGA設計入門
　6-1　転送速度の実測
　6-2　転送速度を見積もる
　6-3　x8サポート対象外のFPGAでx8を実現する技術
【コラム6-1】ソース・コードを公開した無償のPCI Express IPコア
【コラム6-2】PCI Express IPコア開発に要する時間

　データ転送能力を最大限に取り出す
第7章　IPコアを使ったLSI設計事例
　7-1　要求機能と性能の洗い出し
　7-2　PCI ExpressのIPコア選定
　7-3　PCI Express搭載LSI開発の注意点
　7-4　FPGAによる実機評価
　【コラム7-1】PCI Express-ローカル・バス・ブリッジLSIの特徴

　ジッタやアイ・ダイヤグラムが分かる
第8章　信号品質の評価方法とコンプライアンス・テスト
　8-1　要求される信号品質テスト項目
　8-2　送受信端の信号の仕様
　8-3　物理層コンプライアンス・テストの進め方
　8-4　開発段階で使う測定技術
　【コラム8-1】オシロスコープの周波数帯域
　【コラム8-2】ケーブル仕様とExpressCard

　高速シリアル伝送で重要
第9章　ジッタ仕様と測定環境
　9-1　ますます重要になるジッタ測定
　9-2　5Gbpsで採用されたジッタ測定
　9-3　オシロスコープの選び方
　9-4　プローブやケーブルの接続

　ランダム・ジッタとデタミニスティック・ジッタ
Appendix C　ジッタの特徴と測定原理
　C-1　ジッタの種類と特徴
　C-2　ジッタ測定の原理

　アドレス空間を割り当ててハードウェア情報を格納する
第10章 ソフトウェアの階層構造とハードウェアとの関連付け
　10-1　ソフトウェアの構成と役割
　10-2　CPUとハードウェアの関連付け

　各階層で用意されるインターフェースを整理する
第11章 PCI Expressソフトウェアの役割
　11-1　BIOS：ハードウェアにアクセスするインターフェース
　11-2　バス・ドライバ：バス構成で使うデバイス・ドライバの一種
　11-3　デバイス・ドライバ：アプリケーションとの窓口

　レーン数や信号の極性などユーザの独自仕様に適応するための初期設定動作を理解する
第12章 ハードウェア接続時の初期化処理
　12-1　通信経路を確立するまでに行うこと
　12-2　リンクの初期化時に対向デバイスから送られるデータ列
　12-3　手順その1：通信相手がいるかを確認するレシーバ検出
　12-4　手順その2：通信経路の状態を調べるためのリンク・トレーニング詳細

筆者紹介
■畑山 仁　プロローグ，第1章，第8章，第9章，Appendix-C，第12章
■野崎 原生　第1章，第12章
■志田 晟　第2章，Appendix-A
■福田 光治　カラー・プリビュー，第3章
■鈴木 正人　第4章，Appendix-B
■今井 淳　第4章，Appendix-B
■川井 敦　第5章，第6章
■五十嵐 拓郎　第7章
■永尾 裕樹　第10章，第11章