PCI系统结构(第四版) 第4章 之三
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下一篇 2007-12-14 15:45:58
/ 个人分类:读书笔记
在所有插入式PCI插卡都要求PERR#引脚的实现(通常要求在系统板设备上实现)。数据奇偶校验错误信号PERR#可由PCI设备在以下环境中传送:
■ 在写数据段的过程中,PCI目标检测到数据奇偶校验错误时,目标必须在它的PCI配置状态寄存器中设置检测的奇偶校验错误位,并有效PERR#信号(如果它的配置命令寄存器中的奇偶校验反应位设置为1),然后它可继续交易,或者有效STOP#信号提前终止交易。在一个突发写交易中,主设备负责监视PERR#信号,保证每一个数据项在写进目标的一瞬间不会损坏。
■ 在读数据段的过程中,PCI主设备检测到数据奇偶校验时,主设备必须在它的PCI配置状态寄存器中设置检测的奇偶校验错误位,并使PERR#信号有效(如果它的配置状态寄存器中的奇偶校验反应位设置为1),平台设计者可能包括了监视PERR#信号的第三方逻辑,或者让主设备产生错误报告。
为了确保正确的奇偶校验对执行奇偶校验检查的任何PCI设备都可用,所有PCI设备必须在AD[31:0]、C/BE#[3:0]和PAR上为地址和数据段产生偶校验。PERR#在目标上作为输出,并且在主设备上作为输入和输出。一个交易的主设备负责报告数据奇偶校验错误给软件,为了这个原因,它必须在写数据段过程中监视PERR#信号,以确定是否目标已检测到数据奇偶校验错误。当检测到一个奇偶校验错误时,主设备采取的行动是根据设计而定义的,它可与目标重试,或选择终止交易,以及生成一个中断请求设备的中断处理。如果主设备向软件报告失效,它必须在它的PCI配置状态寄存器中设置主设备数据奇偶校验错误位,此时,PERR#信号由一个设备驱动。
系统错
任何PCI设备都可驱动系统错误信号SERR#报告地址奇偶校验错误、专用周期的数据奇偶校验错误、关键错误而非奇偶校验。在所有的插入式PCI卡上都要求SERR#实现地址奇偶校验,核查或报告使用SERR#的其他重要错误,这个信号因为报告严重错误而称作“最后的求助”,非严重的和可纠正的错误应采用其他方式以提示。在一台PC兼容机中,SERR#通常会引起一个NMI给系统处理器(尽管没有限制设计者使它产生一个NMI);在Power PC、兼容PReP平台上,通过使TEA#或MC#有效,从而向主机处理器报告SERR#有效,并引起机器核查中断,这与INTEL世界中的NMI具有相同的功能。如果PCI设备的设计者不想起动NMI,应该用其他方法而不是SERR#信号对错误状态做标记(如在设备状态寄存器置位并生成中断请求)。SERR#是PCI时钟同步信号及漏极开路信号,在同一个时间,它可由多个PCI代理驱动。当它有效时,设备驱动低电平一个时钟,然后使它的输出驱动器为三态。在SERR#上的保持电阻负责将它转回无效状态(需要2-3个时钟周期)。
SERR#是PCI—PCI的另一侧输入。
Cache支持(侦测结果)信号
表4-4给出了现已删除的PCI Cache支持信号的简要描述。
表4-4 Cache侦测结果信号
信 号 | 描 述 |
SBO# | 侦测退出。此信号是PCI Cache/桥的输出,也是驻留在PCI总线上的可缓冲 存储器子系统的输入。桥有效该信号,指明在进程中访问的PCI存储器准备 在存储器内读或更新存储器中的过时信息;当桥使SDONE信号有效时,SBO# 才被采纳且有意义;当SDONE和SBO#同时采样有效时,当时寻址的可缓冲PC I存储器系统应该通过向当前主设备发出一个重试信号作为反应。 |
SDONE | 侦测完成。此信号是PCI Cache/桥的输出,也是驻留在PCI总线上的可缓冲 存储器子系统的输入。当处理器的Cache(s)侦测到当前主设备开始存储器访 问时,桥使该信号有效,当侦测完成时,桥有效SDONE。侦测的结果在SBO#信 号上表明,SBO#采样为无效时,表明PCI主设备正访问存储器中一条干净行,同 时允许PCI可缓冲存储器目标接收或提供指示的数据;采样SBO#有效,表明PCI主设备正访问存储器中一个过时行,并且应该没有完成数据访问。同时存储器目标 应该通过向PCI主设备发出一个重试信号来终止访问。 |
该规范规定在PCI总线上不能支持可缓冲存储器的系统,应该在每一个插入式连接器的SDONE和SBO#引脚上,提供一个上拉电阻。任何时候主设备都试图访问带有存储器的PCI插卡,插卡总是能检测到一个清楚的侦测(系统主板上拉可保持SDONE有效、SBO#无效),并允许主设备访问它。
在系统起动时RST#有效,从而使Cache行容量配置寄存器清为0,在不能支持缓冲PCI存储器的系统中,在配置软件使用设置PCI配置命令寄存器的存储器空间位使能可设置的存储译码器之后,这个寄存器仍保持0。在这种情况下,存储器可能忽略了侦测信号,从而允许更快速的访问。另一方面,在设备被使能后,寄存器内的非0值,表明处理器的Cache保持由这个存储器中读进来的多个信息备份,因此,直到侦测结果由桥显示出来后存储器目标才有反应(TRDY#有效)。
64位扩展信号
PCI规范详细定义了基于32位结构的64位扩展,实现扩展的系统支持在一个64位主设备和一个64位目标之间传送每数据段8个字节。该信号在表4-5中有定义。
表4-5 64位扩展
信 号 | 描 述 |
AD[63:32] | 高4位数据通道。与AD[63:32]结合,可扩展数据总线的宽度到64位。 在交易的地址段中不能使用这些引脚(除非64位寻址正在使用)。 |
C/BE[7:4] | 数据通道4到7位的字节使能,在数据传送阶段中使用,但在地址段中 不能使用(除非64位寻址正在使用)。 |
REQ64# | 请求64位传送。由当前的主设备产生,表明它希望使用一位或更多高4 位数据通道实现传送。REQ64#的时序与FRAME#信号相同。 |
ACK64# | 确认64位传送。由当前寻址目标产生(如果它支持64位传送)以反应由 主设备有效的REQ64#。ACK64#与DEVSEL#信号时序相同。 |
PAR64 | 高位双字奇偶校验。这是与AD[63:32]和C/BE[7:4]有关的偶校验位。 |
资源锁定
LOCK#信号仅由桥使用,桥执行了一系列两个或更多独立锁定交易。这个功能的使用在规范2.2版本有很大改变。非桥PCI主设备不能使用此功能,并且PCI存储器目标也一定不能使用。
如果没有其他主设备正驱动LOCK#信号时,要求独自访问目标的主设备需要使用LOCK#信号,当目标设备被寻址和在地址段中主设备驱动LOCK#无效,然后在数据段驱动LOCK#有效时,只要保持LOCK#信号有效就保留目标设备。如果有其他主设备随后寻址目标,同时锁定还在使用中,目标会向主设备发出重试。当目标锁定时,允许其他总线主设备(不要求独自访问目标)取得总线,访问目标而非缩定目标。
JTAG/边界扫描信号
PCI设备的设计者以可选方式实现IEEE 1149.1边界扫描接口信号,允许在电路内测试PCI设备,有关信号定义见表4-6。这些引脚与PCI总线信号(如5V或3.3V)必须采用相同电压工作。
表4-6 边界扫描信号
TCK | 测试时钟。在边界扫描期间用于输入和输出的状态信息和数据的计时设备。 |
TDI | 测试输入。(与TCK结合)在一串数据位流中,用于将数据和指令输入测试 访问端口(TAP)。 |
TDO | 测试输出。(与TCK结合)在一串数据位流中,用于从测试访问端口(TAP) 输出数据和指令。 |
TMS | 测试模式选择。用于控制测试访问端口控制器的状态。 |
TRST# | 测试复位。强制测试访问端口控制器为初始状态。 |
边带信号
边带信号是作为非PCI总线规范的一部分,连接两个或多个PCI代理的信号,这个信号仅对互连的代理有意义。下面是边带信号的一些实例:
■ PCI总线仲裁器可监视PCI设备(例如:EISA或微通道扩展总线桥)的“忙”信号,以确定设备在PCI总线授与PCI主设备前是否可用。
■ PC兼容信号,如A20GATE,CPU RESET等。
信号类型
表4-7定义了信号类型。构成PCI总线的信号包括下列电气特性:
■ IN是作为规范输入信号。
■ OUT是作为规范输出信号。
■ T/S是双向、三态输入输出信号。
■ S/T/S是由一个所有者在某一时间驱动的一个持续三态信号。驱动一个S/T/S引脚为低电平的代理必须在三态它以前一个时钟,主动驱动它为高电平。一个上拉电阻保持信号的稳定状态,直到有另一个代理接管信号的所有权并驱动它。在系统设计中,电阻是作为中央资源来提供的,信号的下一个拥有者不能早于前一个拥有者释放信号后的一个时钟驱动S/T/S信号。
■ O/D是一种漏极开路信号,它与其他代理是线或关系。信号代理使信号有效,一个弱上拉电阻可实现信号返回稳定状态,上拉电阻可维持无效状态,上拉需要2个或3个PCI时钟周期将信号完全恢复为无效状态。
设备不能同时驱动和接收一个信号
规范2.2版本禁止设备同时驱动和接收信号。若设备同时驱动和接收信号,就要求设备同时连接驱动器和接收器在引脚上,这就违背了只允许每个设备在每个PCI信号上放置一个负载的规定。
中央资源功能
执行PCI总线的任何平台都必须提供必要支持功能的工具箱,共同来完成各个PCI设备的正确操作,包括以下例子:
■ PCI总线仲裁器。仲裁器对支持PCI设备是必要的,PCI规范没有定义PCI总线仲裁器所使用的确定过程,仲裁器的设计是平台指定的。
■ 上拉电阻放置在不总是为有效状态的信号上,这包括:所有S/T/S信号、INTx#信号、AD[63:32]、C/BE[7:4]、PAR64和SERR#。
■ 错误逻辑负责将SERR#转换为特定平台的信号(例如:在INTEL平台上的NMI或PowerPC平台上的TEA#),用于警告主机处理器有错误发生。
■ 当PCI设备的配置空间正被寻址,中央资源会生成正确的IDSEL信号(主机/PCI桥可实现此功能)。
■ 系统逻辑可在复位时有效REQ64#信号。
■ 负向译码。每个PCI目标设备必须完成正向译码,即它必须译码在PCI总线上的任何地址以确定它是否为当前交易的目标。PCI总线上只有一个代理可以有效选择地完成负向译码,这是一种典型的扩展总线(如EISA/ISA或微通道)桥。
■ 此外还有复位逻辑、时钟生成器、供电电源和中断控制器都是必要的中央资源。
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