PCI系统结构（第四版）第1章

上一篇 / 下一篇 2007-12-04 11:06:27 / 个人分类：读书笔记

第1章：PCI简介

PCI总线历史

INTEL公司对PCI总线进行了定义，保证市场上不会充斥各种改头换面的局部总线结构——它们分别是某种专用处理器总线所独有的。以第一个发布的技术规范1.0版本于1992年6月22日面世。2.0修改版于1993年4月发布，2.1修改版于1995年一季度发布，最新的2.2修改版于1998年12月18日完成，1999年2月发布。

PCI总线特点

PCI的含义为周边器件互连（Peripheral Component Interconnect）.PCI总线能够配合要求彼此间快速访问或快速访问系统存储器的适配器工作，也能让处理器以接近自身总线全速的速度访问适配器。注意，通过PCI总线的全部读写传送都可以用突发传送。突发传送的长度由总线主设备决定，在交易开始时，目标得到起始地址和交易类型，但没有传送长度。当主设备准备传送每一个数据项时，主设备通知目标是否为最后一个数据项。当最后一个数据项传送后交易即告结束。

下图表明了PCI、扩展、处理器和存储器总线间的基本关系：

■ Host/PCI桥，常称为北桥（North Bridge），连接主处理器总线到基础PCI总线。

■ PCI/ISA桥，常称为南桥（South Bridge）,连接基础PCI总线到ISA（或EISA）总线，南桥通常含中断控制器、IDE控制器、USB主控制器和DMA控制器。北桥和南桥构成芯片组。

■ 在基础PCI总线或PCI插入卡上，可以嵌入一个或多个PCI—PCI桥。

■ 另外，一个芯片组可以支持多于一个北桥。

PCI主要特点

特点	描述
独立于处理器	为PCI总线设计的器件是针对PCI的，而不是针对处理器的，因此设备的设计独立于处理器的升级。
支持每个PCI总线达到约80个PCI功能	一个典型的PCI总线实现方法支持约10个电气负载。每个设备对于总线是一个负载，因此每个设备可以包括8个PCI功能。
支持多达256个PCI总线	技术规范提供对256个PCI总线的支持。
低功耗	PCI技术规范的主要设计目标是实现尽可能小电流的系统设计。
在全部读写传送中可实现突发传送	32位PCI总线在读写传送中支持每秒132Mb的峰值传送速率，对于64位PCI传送支持每秒264Mb峰值传送速率。对于64位64MHZ PCI总线，传送速度可达到每秒528Mb.
总线速度	2.0版规范支持的PCI总线速度达到33MHZ，2.1版本增加了对66MHZ总线操作的支持。
64位总线带宽	64位扩展的完全定义。
访问时间	当停放在PCI总线上的主设备写PCI目标时，在33MHZ总线速度下，快到60ns.
并行总线操作	桥支持完全总线并行操作，与处理器总线、PCI总线和扩展总线同步使用。
总线主设备支持	全面支持PCI总线主设备，允许同级PCI总线访问和通过PCI—PCI与扩展总线桥访问主存储器和扩展总线设备。另外，PCI主设备能够访问驻留于总线级别较低的另一个PCI总线上的目标。
隐式总线仲裁	PCI总线仲裁能够在另一个总线主设备正在PCI总线上执行传送时发生。
引脚数少	总线信号使用经济，一个功能PCI目标只有47个引脚，主设备只有49个引脚。
交易完整性校验	在地址、命令和数据上进行奇偶校验
三类地址空间	存储器、I/O和配置地址空间
自动配置	配置寄存器的全位级别规范，支持自动的设备检测与配置。
软件透明	在与PCI设备或面向扩展总线的同类设备通讯时，软件驱动程序使用相同的命令集和状态定义。
插入卡	规范包括PCI连接器和插入卡的定义
插入卡尺寸	规范定义了三种插卡尺寸：长卡、短卡、和变高短卡。

PCI设备与功能

典型的PCI设备包括已纳入IC封装内或集成于PCI扩展卡上的一套完整的周边适配器。网络、显示或SCSI适配器是典型的例子。在引入PCI技术规范的起始阶段，许多供应商选择早已使用的、不符合PCI规范的设备作为到PCI总线的接口，这可以通过FPGA轻易实现。应该注意，每个符合PCI规范的设备（嵌入式器件过插卡）可以包含8个PCI功能，一个功能就是一个逻辑设备。