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pci 总线 知识

2010-05-04 18:53 [Linux教程] 来源于:
导读:PCI技术规格简介 从1992年创立规范到如今,PCI总线已成为了计算机的一种标准总线。由PCI总线构成的标准系统
PCI技术规格简介 从1992年创立规范到如今,PCI总线已成为了计算机的一种标准总线。由PCI总线构成的标准系统结构如图一所示。 PCI总线取代了早先的ISA总线。当然与在PCI总线后面出现专门用于显卡的AGP总线,与现在PCI Express总线,但是PCI能从1992用到现在,说明他有许多优点,比如即插即用(Plug and Play)、中断共享等。在这里我们对PCI总线做一个深入的介绍。 从数据宽度上看,PCI总线有32bit、64bit之分;从总线速度上分,有33MHz、66MHz两种。目前流行的是32bit @ 33MHz,而64bit系统正在普及中。改良的PCI系统,PCI-X,最高可以达到64bit @ 133MHz,这样就可以得到超过1GB/s的数据传输速率。如果没有特殊说明,以下的讨论以32bit @ 33MHz为例。 一、基本概念 不同于ISA总线,PCI总线的地址总线与数据总线是分时复用的。这样做的好处是,一方面可以节省接插件的管脚数,另一方面便于实现突发数据传输。在做数据传输时,由一个PCI设备做发起者(主控,Initiator或Master),而另一个PCI设备做目标(从设备,Target或Slave)。总线上的所有时序的产生与控制,都由Master来发起。PCI总线在同一时刻只能供一对设备完成传输,这就要求有一个仲裁机构(Arbiter),来决定在谁有权力拿到总线的主控权。 当PCI总线进行操作时,发起者(Master)先置REQ#,当得到仲裁器(Arbiter)的许可时(GNT#),会将FRAME#置低,并在AD总线上放置Slave地址,同时C/BE#放置命令信号,说明接下来的传输类型。所有PCI总线上设备都需对此地址译码,被选中的设备要置DEVSEL#以声明自己被选中。然后当IRDY#与TRDY#都置低时,可以传输数据。当Master数据传输结束前,将FRAME#置高以标明只剩最后一组数据要传输,并在传完数据后放开IRDY#以释放总线控制权。 这里我们可以看出,PCI总线的传输是很高效的,发出一组地址后,理想状态下可以连续发数据,峰值速率为132MB/s。实际上,目前流行的33M@32bit北桥芯片一般可以做到100MB/s的连续传输。 二、即插即用的实现 所谓即插即用,是指当板卡插入系统时,系统会自动对板卡所需资源进行分配,如基地址、中断号等,并自动寻找相应的驱动程序。而不象旧的ISA板卡,需要进行复杂的手动配置。 实际的实现远比说起来要复杂。在PCI板卡中,有一组寄存器,叫"配置空间"(Configuration Space),用来存放基地址与内存地址,以及中断等信息。 以内存地址为例。当上电时,板卡从ROM里读取固定的值放到寄存器中,对应内存的地方放置的是需要分配的内存字节数等信息。操作系统要跟据这个信息分配内存,并在分配成功后把相应的寄存器中填入内存的起始地址。这样就不必手工设置开关来分配内存或基地址了。对于中断的分配也与此类似。 三、中断共享的实现 ISA卡的一个重要局限在于中断是独占的,而我们知道计算机的中断号只有16个,系统又用掉了一些,这样当有多块ISA卡要用中断时就会有问题了。 PCI总线的中断共享由硬件与软件两部分组成。 硬件上,采用电平触发的办法:中断信号在系统一侧用电阻接高,而要产生中断的板卡上利用三极管的集电极将信号拉低。这样不管有几块板产生中断,中断信号都是低;而只有当所有板卡的中断都得到处理后,中断信号才会回复高电平。 软件上,采用中断链的方法:假设系统启动时,发现板卡A用了中断7,就会将中断7对应的内存区指向A卡对应的中断服务程序入口ISR_A;然后系统发现板卡B也用中断7,这时就会将中断7对应的内存区指向ISR_B,同时将ISR_B的结束指向ISR_A。以此类推,就会形成一个中断链。而当有中断发生时,系统跳转到中断7对应的内存,也就是ISR_B。ISR_B就要检查是不是B卡的中断,如果是,要处理,并将板卡上的拉低电路放开;如果不是,则呼叫ISR_A。这样就完成了中断的共享。 通过以上讨论,我们不难看出,PCI总线有着极大的的优势。而近年来的市场情况也证实了这一点。 添加: 1991 年下半年,Intel 公司首先提出了PCI 的概念,并联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC 等100 多家公司成立了PCI 集团,其英文全称为:Peripheral Component Interconnect Special Interest Group(外围部件互连专业组),简称PCISIG。PCI 有32 位和64 位两种,32位PCI 有124 引脚,64 位有188 引脚,目前常用的是32 位PCI。32 位PCI 的数据传输率为133MB/s,大大高于ISA。 PCI 总线的主要性能 (1) 支持10 台外设 (2) 总线时钟频率33.3MHz/66MHz (3) 最大数据传输速率133MB/s (4) 时钟同步方式 (5) 与CPU 及时钟频率无关 (6) 总线宽度 32 位(5V)/64 位(3.3V) (7) 能自动识别外设 PCI (Peripheral Component Interconnect)总线是一种高性能局部总线,是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音处理,以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中,采用PCI总线来进行数据传输,可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。 四、PCI总线的特点: 数据总线32位,可扩充到64位。 可进行突发(burst)式传输。 总线操作与处理器-存储器子系统操作并行。 总线时钟频率33MHZ或66MHZ,最高传输率可达528MB/S。 中央集中式总线仲裁 全自动配置、资源分配、PCI卡内有设备信息寄存器组为系统提供卡的信息,可实现即插即用(PNP)。 PCI总线规范独立于微处理器,通用性好。 PCI设备可以完全作为主控设备控制总线。 PCI总线引线:高密度接插件,分基本插座(32位)及扩充插座(64位)。

(编辑:admin)

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