PCI總線技術(shù)講座

PCI總線漸漸地取代了ISA總線。它有許多優(yōu)點(diǎn)，比如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等。在這里我們對(duì)PCI總線做一個(gè)深入的介紹。

數(shù)據(jù)寬度上看，PCI總線有32bit、64bit之分；從總線速度上分，有33MHz、66MHz兩種。目前流行的是32bit @ 33MHz，而64bit系統(tǒng)正在普及中。改良的PCI系統(tǒng)，PCI-X，最高可以達(dá)到64bit @ 133MHz，這樣就可以得到超過(guò)1GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。如果沒有特殊說(shuō)明，以下的討論以32bit @ 33MHz為例。

一、基本概念

不同于ISA總線，PCI總線的地址總線與數(shù)據(jù)總線是分時(shí)復(fù)用的。這樣做的好處是，一方面可以節(jié)省接插件的管腳數(shù)，另一方面便于實(shí)現(xiàn)突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸。在做數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，由一個(gè)PCI設(shè)備做發(fā)起者(主控，Initiator或Master)，而另一個(gè)PCI設(shè)備做目標(biāo)(從設(shè)備，Target或Slave)?？偩€上的所有時(shí)序的產(chǎn)生與控制，都由Master來(lái)發(fā)起。PCI總線在同一時(shí)刻只能供一對(duì)設(shè)備完成傳輸，這就要求有一個(gè)仲裁機(jī)構(gòu)(Arbiter)，來(lái)決定在誰(shuí)有權(quán)力拿到總線的主控權(quán)。

32bit PCI系統(tǒng)的管腳按功能來(lái)分有以下幾類：

系統(tǒng)控制： CLK，PCI時(shí)鐘，上升沿有效
RST ，Reset信號(hào)
傳輸控制： FRAME#，標(biāo)志傳輸開始與結(jié)束
IRDY#，Master可以傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)志
DEVSEL#，當(dāng)Slave發(fā)現(xiàn)自己被尋址時(shí)置低應(yīng)答
TRDY#，Slave可以轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的標(biāo)志
STOP#，Slave主動(dòng)結(jié)束傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)
IDSEL，在即插即用系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)用于選中板卡的信號(hào)
地址與數(shù)據(jù)總線： AD[31::0]，地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線
C/BE#[3::0]，命今/字節(jié)使能信號(hào)
PAR，奇偶校驗(yàn)信號(hào)
仲裁號(hào)： REQ#，Master用來(lái)請(qǐng)求總線使用權(quán)的信號(hào)
GNT#，Arbiter允許Master得到總線使用權(quán)的信號(hào)
錯(cuò)誤報(bào)告： PERR#，數(shù)據(jù)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)
SERR#，系統(tǒng)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)

當(dāng)PCI總線進(jìn)行操作時(shí)，發(fā)起者(Master)先置REQ#，當(dāng)?shù)玫街俨闷?Arbiter)的許可時(shí)(GNT#)，會(huì)將FRAME#置低，并在AD總線上放置Slave地址，同時(shí)C/BE#放置命令信號(hào)，說(shuō)明接下來(lái)的傳輸類型。所有PCI總線上設(shè)備都需對(duì)此地址譯碼，被選中的設(shè)備要置DEVSEL#以聲明自己被選中。然后當(dāng)IRDY#與TRDY#都置低時(shí)，可以傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)Master數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束前，將FRAME#置高以標(biāo)明只剩最后一組數(shù)據(jù)要傳輸，并在傳完數(shù)據(jù)后放開IRDY#以釋放總線控制權(quán)。