嵌入式系统设计师在利用最新的交换结构技术，不但用于提高数据速率，而且用于动态优化性能、避开失效的子系统，以及与老式元件共存。
要 点
凭借高速交换结构技术的延伸，现货型共享总线体系结构在继续支持目前的高性能嵌入式系统。
低压摆幅和点到点传输路径使串行交换结构系统能把数据速率延伸到数千兆比特。
交换结构体系能适应系统失效，这是因为它们能在执行修复的同时，使数据绕过有缺陷的路径或处理模块。
板级规格中的众多串行结构通信选项可能会导致行业混乱和产品互操作性问题。
随着高性能嵌入式系统推高技术极限，板级互连策略需要不断更新，以满足迅猛上升的数据传输要求。设计师能从一系列不断演变、有时是彼此竞争的交换结构技术标准中做出选择，以扩展系统性能并保持预算约束。在很多领域，不断增加的带宽、不断提高的处理要求、不断上升的应用复杂性在持续推动交换结构技术的极限，而医疗仪器、军用系统、通信设施、过程自动化只是其中几个领域而已。
新型嵌入式设计传统上依赖于来自嵌入式计算市场的 COTS（商用现货）处理器和外设模块，来降低成本和缩短开发时间。电路板标准免除了获得最优散热性能和机械调准所需的试错式设计迭代。基于标准的设计还使人们能利用兼容的操作系统、厂商供应的驱动程序，以及样本固件，由此缩短了软件开发时间。PCI、VME、CompactPCI、ATCA 等多数广泛使用的嵌入板标准已有数个交换结构互连选项，因此设计师在需要时可选择避开共享总线体系结构。但是，随着高性能嵌入式系统要求推高技术极限，标准机构和 COTS 制造商正在竭力持续交付更新的产品，来满足日益增多的先进应用的需要。
交换结构体系结构允许计算节点之间的数据路径动态改变，来支持多路并发的数据传输。设计师用“fabric”（本意为“织物”）这一术语表示这种体系结构，这是因为可通过数据路径把任何节点连至其它任何节点，这些路径就像服装材料中互相交织的线。交换结构的一个主要优点是，每条连接均为直接的点到点数据路径。该特性带来了更好的电特性，从而允许比总线体系结构更高的频率和带宽。典型的交换结构使用多个交换级为源和目标之间的事务设置路由。
差分速度
多数交换结构规格需要 LVDS（低压差分信号） 来实现节点间的最大带宽。LVDS 使用大约 350 mV 的电压摆幅实现 PCB 迹线或平衡式传输电缆上的每秒数千比特通信。借助这么大的带宽，多数系统仅使用很少的几根并行线路，而更多选择使用串行数据流。该方法为未来的性能增强留下了很大余地，届时只需简单地添加并行数据路径。低压摆幅和恒流线路驱动器以低功耗交付低噪声信号。ANSI/TIA/EIA-644 和 IEEE 1596.3 规范详细说明了LVDS。
除了更高的数据速率以外，交换结构还为设计师提供了几个系统优势。一个主要优点是，每条连接均为直接的点到点数据路径，由此免除了并行总线结构的多条连接。串行连接的另一个明显优点是由于信号线少，使得连接器尺寸也小。集成的交换结构互连还能动态提高系统可用性，这是因为它能使关键数据绕过有缺陷的路径或节点。多级交换使设计师能随着要求的改变轻松地调整互连。可把新的交换元件与新的 I/O元件一同安装，这样系统就能在自身发展时保持互连灵活性。
在升级或扩展电路板标准的性能水平时，产品兼容性是最复杂的问题之一。VME和PCI已经历了多次升级提高共享总线数据传输速率，并使老式产品能以原始速度通信。交换结构升级后，通过共享总线构造中未使用的卡缘连接器，在背板上发送高速数据。长期可用性是许多高性能嵌入式产品的一项基本要求。台式元件的平均寿命约为18个月，而用户期望典型的嵌入式产品能使用5年或更久。一些军用产品要求15年寿命周期。
PCIe(PCI Express) 是较流行的交换结构扩展标准之一，除了嵌入式设计以外，还广泛用于商用台式电脑。基本的PCIe链路包含两条信号路径，它们用LVDS 摆幅和恒流线路驱动器实现每个方向2.5GT (gigatransfer)/s的通信。标准机构批准了2.0版 PCIe，把该数据速率提高至5GT/s。但是，由于用于增加传输数量的方案是8B/10B编码方案，因此最大有效数据速率是4Gbps。可通过简单增加信号对或道，轻松地增加 PCIe 链路的带宽，直到达到预期的性能水平。PCIe规范支持 1、2、4、8、16 和32道宽度。2007年8月，PCI-SIG（特别兴趣小组） 宣布：下一版PCIe 将支持 8GT/s比特率。
快速成果