PCI

片總線用于單板計算机或一塊CPU插件板的電路板內部,用
于芯片一級的連接. (3) 系統總線 系統總線用于微型机系統內各插件板之間的連接,是微型机 系統最重要的一种總線.
(4) 設備總線
設備總線用于系統之間的連接,如各微型机系統之間或微 型計算机系統与儀器或其他外部設備之間的連接.
5. 局部總線 一般將插件板內部的總線叫局部總線,以區別于 系統總線.局部總線的這層含義是多處理机系統 中引出的. 如果多個微處理器和存儲器 I/O接口 共用一組系統總線,那么頻繁的數据傳輸容易造 成總線的堵塞,從而降低系統的吞吐率.
PCI Interface
在學習PCI之前,有必要了解總線部分的知識. 所謂總線: 是在模塊与模塊之間或設備与設備 之間傳送信息 相互通信的一組公用信號線,是 系統在總線主控器的控制下,將發送器發出的 信息准确地似傳送給ห้องสมุดไป่ตู้個接收器的信號載体. 總線的特點: 在于其公用性,即它同時挂接多個 模塊或設備.
CPU總線和PCI總線由橋接電路相連.
PCI總線的体系結構 CPU
CPU總線 cache
PCI橋路
DRAM
PCI局部總線
音頻
視頻卡
LAN
擴展總線接口
圖形
ISA/MCA/VL
(1) PCI橋路用來實現驅動PCI總線所需的全部控 制.CPU總線和PCI總線之間的控制芯片稱為北 橋芯片. (2) 要求高速傳輸大量數据的外圍部件(如視頻接口 卡 音頻接口卡)可以通過PCI局部總線這條高速 數据通道与CPU交換數据. (3) PCI 總線上可以接挂其他標準總線控制器,它將 PCI總線轉換成其他標準總線,如ISA MCA和VL 等,從而构成PCI總線的擴展總線.
(2) 獨立于處理器 PCI總線是一种不依賴于某個具体處理器的局部總 線.從結构上看,PCI是在CPU和原釆的系統總線之間 插入的一級總線,具體控制由PCI橋路實現.
(3) 兼容性好
(4) 即插即用
任何擴展卡在插入系統時能夠由系統軟件种硬件自動 協商和分配資源.
(5) 預留了發展空間
1. 支持32位到64位擴展
PCI總線的信號 PCI總線上的信號有如下的形態: ․IN: 輸入信號
․OUT: 輸出信號
․T/S: 雙向三態輸入/輸出信號
PCI總線上的基本信號有下面几類:
(1) 時鐘复位線 1. CLK IN: 總線時鐘
它為所有PCI傳輸提供時序基准,對所有PCI設備均為輸
入信號. 2. /RST IN: 复位線 該信號有效使PCI的特殊寄存器 定序器和信號線恢復 初始狀態.
.如果每個子系統都有自己的局部總線,這樣可以使很大一 部分存儲器讀/寫操作和輸入/輸出操作通過局部總線來完
成.于是對系統總線的使用次數大大減少,并能使各子系統
并行工作,使用局部總線可以提高系統的吞吐率. PCI是局部總線中的一种,它在CPU和外圍設備之間提供 了一條獨立的數据通道,讓每种設備都能直能和CPU取 得聯系.
THANKS
下面為微型計算机各級總線的示意圖
CPU模塊
微處理器 存儲器
存儲器模塊
I/O接口模塊
外圍控制器
片總線
存儲器
外圍接口
系統總線接口
系統總線 接口
外圍接口
系統總線 接口
外 總 線
外 總 線
系統總線
外圍設備 外圍設備
總線的性能指標: 1. 總線寬度 總線寬度指數据線的條數,以及總線傳輸信息的串并行性. 2. 總線傳輸率 總線傳輸率是系統在給定工作方式下所能達到的數据傳 輸率,即在給方式下單位時間內能夠傳輸的比特數 3. 總線定時協定 總線定時協定即總線采用同步還是异步定時.這取決于傳 輸數据的兩個模塊間約定的協議. 4. 總線頻寬 總線頻寬即是總線本身所能達到的最高傳輸率
4. IDSEL IN: 初始化設備選擇
5. /DEVSEL: 設備選擇線 由從設備發出,當某一設備的地址譯碼有效時,它將驅動該線.
(4) 仲裁信號線 1. /REQ : 向總線仲裁器發出的總線請求信號
每個主控部件都有自己的/REQ信號.
2. /GNT: 總線仲裁器給出的确認信號 該信號是對總線請求信號的響應,每個主控部件 都有自己 的/GNT信號 PCI總線采用中央仲裁方式,任何需要占用總線的 擴展卡都必須向總線仲裁器發出總線請求.
(2) 數据地址線
1. AD0…AD31 T/S: 雙向三態數据/地址复用線 1. 在地址期是32位地址,在數据期是數据,數据寬度可變.
2 C/BE0~C/BE3 T/S: 總線命令和字節有效的复用線 在地址期,它們表示總線命令,說明在地址期總線傳輸
的類型;在數据期,它們确定各字節是否有效
(3) 傳輸控制線 1. /FRAME: 幀同步信號 由當前主控部件驅動,表示總線訪問的開始和持續期,該 信號失效表示傳輸的是最后一個數据期.
32位擴展卡在32位PCI使
用,64位擴展卡可以在64位PCI總線上使用 2. 運行頻率可擴展到66MHZ
PCI總線的主要性能: 1) 支持10台外設.
2) 總線時鐘頻率33.3MHz/66MHz
3) 最大數据傳輸率133MB/S 4) 与CPU及時鐘頻率無關 5) 總線寬度32位/64位 6) 能自動識別外設.
PCI總線 PCI總線能支持32位 64位處理器,具有較高的處理能力,一般 稱為高端總線.
PCI總線的特點
(1)高性能 1. 高吞吐量 PCI總線的時鐘頻率為33MHZ,与CPU的時
鐘無關.總線寬度為32位,并可以擴展到64位. 2. 支持并發工作
PCI總線上的外圍設備可以与CPU并發工作
3.PCI總線支持總線主控技術 允許智能設備在需要時取得總線控制權,以加速數据傳送.
2. /IRDY : 總線主控設備就緒 表示主設備能夠完成當前數据期的傳送.在寫周期表 示當前數据地址上存在數据,在讀周期表示主設備准
備接收數据.
3. /TRDY: 總線從控設備就緒 表示從設備能夠完成當前數据期的傳送. 在讀周期表 示當前數据地址線上存在數据,在寫周期長表示從設備准 . 備接收數据
總線的分類 1. 按傳輸信息的性質分類 分為三組: 數据總線DB 地址總線AB 和控制總 線CB.
2. 按照信號線的功能分類 分為基本信息總線 數
据握手總線和判決總線等. 3. 按照層次位置分類 (1) 片內總線
片內總線位於微處理器或I/O芯片內部,用于片內各功能單元 之間的互連. (2) 片總線
(5)中斷信號線 /INTA~/INTD : 中斷請求信號線.
PCI總線的基本操作特點
(1) PCI 總線是同步總線,總線上的信號与時鐘信號 CLK同步. (2) 每次總線傳輸都從幀同步信號/Frame有效開始. (3) 每個總線周期由一個地址期和多個數据期組成,
每個總線周期開始首先是地址期,在此期間主控
部件送出地址和總線命令.地址期后為一個或若 干個數据期,傳輸數据和字節有效信號.
以下是一個PCI總線讀周期的時序圖
CLK 1 2 3 4 5 6 7 8 9
FRAME
AD
地址
數據 1
數據 2
數據 3
IRDY
等待 數据傳送 總線傳輸
PCI總線的基本讀周期時序
(4) 當/FRAME為高電平, /IRDY為低電平時,表示當前的數据期 是本次傳輸的最後一個數据期.