在服务器、存储设备和高性能工业计算平台中，PCIe接口数量不足并不少见。CPU提供的PCIe Lane有限，但实际系统可能同时需要连接NVMe、FPGA加速卡、高速网卡、采集卡以及其他PCIe设备。如果全部依赖CPU原生PCIe资源，不仅Lane容易成为瓶颈，主板布线和系统拓扑也会变得复杂。

这也是Broadcom PEX8780 PCIe交换机比较典型的应用场景。通过PCIe Switch建立Host与多个Endpoint之间的交换架构，可以把有限的上游PCIe资源扩展到更多设备。

Broadcom PEX8780采用PCIe Gen3架构，提供80 Lane、20 Port，支持8.0 GT/s SerDes，采用35mm × 35mm、1156-ball FCBGA封装，典型功耗约16.6W。

PEX8780适合什么工程场景？

如果设备只连接少量PCIe卡，CPU直接扩展通常就够用。但当一个系统需要同时连接多块NVMe、FPGA、网卡、数据采集卡时，PCIe拓扑就需要重新规划。

l PEX8780可以作为系统中的高速交换节点，形成：

CPU PCIe → PEX8780 → NVMe / FPGA / 网卡 /采集卡

其20个PCIe端口和80 Lane资源，可根据实际系统进行x4、x8、x16等链路配置，适用于PCIe Fan-out、Aggregation以及Peer-to-Peer等应用。

对于需要扩展多个高速设备的工业计算机、服务器和存储平台，这种架构比简单增加PCIe插槽更加灵活。

工程案例：多卡工业计算平台PCIe扩展

以一台工业计算平台为例，CPU只有一路PCIe Gen3 x16，但系统需要同时接入高速采集卡、FPGA加速卡、NVMe存储和高速网络设备。

如果采用传统直连方式，CPU的PCIe Lane很快就会不够，同时还会增加PCB走线和背板设计难度。

l 加入PEX8780后，可以采用：

CPU PCIe x16 → PEX8780 → 多个PCIe Endpoint

PEX8780采用非阻塞交换架构，并支持Cut-Through数据转发。在x16到x16条件下，官方资料给出的最大数据包延迟为150ns。对于持续大数据量传输的工业计算设备，交换架构是否会形成新的性能瓶颈，是选型时需要重点关注的问题。

Multi-Host是PEX8780的一项重要能力

PEX8780并不只是用来“增加PCIe接口”。

其支持Multi-Host，最多可支持4个Host/Upstream端口，同时支持Host Failover，并提供可配置的Non-Transparent（NT）端口。

l 在高可靠服务器、存储系统和通信设备中，可以采用：

Host A + Host B → PEX8780 → 存储/加速/网络设备

这样的结构可以为主机冗余和故障切换提供硬件基础。对于需要高可用性的系统而言，Multi-Host能力往往比单纯增加几个PCIe端口更有实际价值。

PEX8780选型不能只看80 Lane

工程选型时，还需要结合系统规模、Host数量和功耗综合判断。

Broadcom PEX87xx Gen3系列中，PEX8796提供96 Lane/24 Port，PEX8780为80 Lane/20 Port，PEX8764为64 Lane/16 Port，PEX8750为48 Lane/12 Port。

因此，如果项目需要20 Port级别的PCIe扩展，同时又不希望采用更大规模的96 Lane方案，PEX8780属于比较合适的中间选择。

此外，PEX8780支持ECRC、Poison Bit、AER、RAM Error Correction等功能，并提供Packet Generator、Error Injection、Loopback以及SerDes Eye Capture等调试能力，对于PCIe高速板卡开发和链路问题定位也有一定帮助。

实际项目需要重点确认哪些参数？

一：PCIe拓扑。

先确定CPU提供x8还是x16上游链路，再规划下游设备数量及Lane分配。

二：Multi-Host需求。

如果涉及主机冗余，需要提前确认Host数量、NT端口以及Failover架构。

三：散热设计。

PEX8780典型功耗约16.6W，35mm × 35mm FCBGA封装下，需要提前考虑散热片、PCB铜箔以及整机风道。

四：信号完整性。

Gen3 8.0 GT/s环境下，CPU、PEX8780、连接器、背板和PCB走线需要整体进行SI评估。

五：供货问题。

对于已经进入样机或量产阶段的设备，PCIe Switch属于关键器件，除了参数匹配，还应确认具体订货型号、封装、生命周期、库存及交期。

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