性能就是消除瓶頸，以最大程度地減少延遲并最大化吞吐量。當今的高性能嵌入式計算 （HPEC） 系統集成了強大的處理子系統，每個子系統都可能是一個功能齊全的處理節點，需要與其他處理節點共享數據。為了最大限度地提高整體系統性能，需要最快、最高效的處理器到處理器數據路徑。借助 VPX，嵌入式系統擺脫了 VMEbus 共享并行總線模型。

與當今基于串行結構的系統相比，VME 性能總體吞吐量較低。一個原因是數據總線傳輸速度慢。另一個問題是一次只有一個節點可以通信時發生的總線仲裁懲罰。對于基于現代串行架構的系統（如 VPX），以太網也可用于在節點之間傳遞數據。交換以太網架構使節點能夠并行通信，幾乎消除了共享總線的瓶頸。然而，當今的處理器速度和功能遠遠超過以太網速度，使數據路徑和 CPU 密集型網絡堆棧再次成為關鍵的性能瓶頸。

其他替代結構，如Serial RapidIO（SRIO）和InfiniBand，也有其自身的局限性：很少有芯片供應商支持SRIO，這意味著它的采用受到缺乏軟件的阻礙。由于SRIO沒有通用的軟件API［應用程序編程接口］被廣泛采用，因此系統設計人員通常需要編寫自己的定制軟件。對 SRIO 的操作系統支持也很少，這使得 SRIO 設備驅動程序也是一種定制開發。就其本身而言，InfiniBand在可部署防御系統中的吸引力也有限，因為對實時操作系統的軟件支持有限。它還受到硅器件的高成本和單一來源供應商的有限支持的阻礙。

如今，幾乎所有現代處理器都使用 PCI Express （PCIe） 總線作為板載外設的高速互連。在大多數處理系統中，PCIe 接口還提供進出處理器的最快數據路徑。PCIe 接口支持多種數據速率：第 1 代接口以 2.5 Gbps 的速度運行，第 2 代接口將數據速率翻倍至 5.0 Gbps。 第 3 代接口將此速度提高到 8.0 Gbps，并且通過使用更有效的數據編碼機制，有效數據傳輸速率成為第 2 代的兩倍。PCIe Gen4標準的開發即將完成，Gen4設備將于2017年晚些時候開始從供應商處發貨，再次旨在將性能提高一倍。

為什么使用 PCIe 繞過以太網或其他結構接口設備？用戶報告了更低的延遲、更高的吞吐量和額外的附帶好處，例如降低功耗、增加 MTBF ［平均故障間隔時間］ 和降低成本。然而，直到最近，使用 PCIe 技術支持主機到主機通信的好處需要復雜的設置 PCIe 設備和交換機的配置。它還要求定制PCIe共享內存驅動程序軟件，大大降低了其可取性。

Dolphin Interconnect Solutions以其StarFabric技術而聞名，它為HPEC系統開發了一種具有巨大前景的解決方案。其 eXpressWare 軟件套件使用 PCIe 連接來創建更快、更靈活的消息和處理器到處理器通信數據傳輸機制。該軟件經過優化，可利用 DMA ［直接內存訪問］、PCIe 組播和多核處理等硬件功能。該軟件隱藏了 PCIe 設置的復雜性，簡化了主機到主機架構的設置和配置。

當支持所有必需的 PCIe 交換機配置時，該軟件可以自動檢測 PCIe 端點并將其配置為透明或非透明端口，設置消息隊列和數據傳輸窗口，以及配置和管理數據傳輸資源（如 DMA 引擎）。此外，它還帶有標準軟件API接口，可以使用大多數軟件開發人員已經熟悉的軟件范例進行更快的軟件應用程序開發。

Dolphin 的 eXpressWare 使 HPEC 系統設計人員能夠利用最高水平的數據結構性能來滿足國防工業的加固設備需求。為了獲得使用 PCIe 向嵌入式系統設計人員進行節點到節點數據傳輸的好處，Curtiss-Wright 最近在運行 Linux 和 Wind River VxWorks 操作系統的嵌入式英特爾 SBC 和 DSP 引擎中添加了對 eXpressWare 的支持，并將這種支持擴展到基于 Power 架構的主板。堅固耐用的嵌入式系統依靠高性能結構來減少數據傳輸時間的延遲。PCIe 為實現低延遲、高吞吐量處理器到處理器性能提供了當今的最佳解決方案。通過提供通用軟件 API 并屏蔽 PCIe 設備編程的復雜細節，eXpressWare 為 HPEC 系統設計人員帶來了突破，并為嵌入式硬件帶來了高速、低延遲的點對點通信。

審核編輯：郭婷