6. Шина pci. Назначение шины, сигналы шины. Цикл обмена на шине pci.

С появлением CPU Pentium в ПК стали использовать 2 интерфейса: локальный (типа PCI) для подключения к CPU быстродействующих устройств и системный (типа ISA) для подключения медленнодействующих устройств.

Поначалу шина PCI вводилась как пристройка (mezzanine bus) к системам с основной шиной ISA, став позже центральной шиной: она соединяется с системной шиной процессора высокопроизводительным мостом («северным»), входящим в состав чипсета системной платы. Остальные шины расширения ввода-вывода, а также локальная ISA-подобная шина X-BUS (ISA-8) и интерфейс LPC, к которым подключаются микросхемы системной платы, подключаются к шине PCI через «южный» мост. В современных системных платах с хабовой архитектурой шину PCI отодвинули на периферию, не ущемляя её в мощности канала связи с процессором и памятью, но и не нагружая транзитным трафиком устройств других шин.

CPU

Память

Bridge

Видео

PCI-to-ISА

СлотыPCI

PCI-to-PCI

Шина PCI

PCI-to-USB USUSB

Рис.2.6. Пример подсоединения к шине PCI

Шина является синхронной – фиксация всех сигналов выполняется по положительному перепаду (фронту) сигнала CLK. Номинальной частотой синхронизации считается 33 МГц..

Номинальная разрядность шины данных – 32 бита, но спецификация определяет и расширение разрядности до 64 бит.

PCI IDE.

Сигналы шины PCI

Шина PCI представляет собой набор сигнальных линий, непосредственно соединяющих интерфейсные выводы группы устройств (слотов, микросхем на системной плате).

Процесс передачи данных по шине называется транзакцией. В каждой транзакции (обмене по шине) участвуют два устройства – инициатор обмена, он же ведущее (master) устройство, и целевое устройство (ЦУ), оно же ведомое (slave). Шина PCI все транзакции трактует как пакетные: каждая транзакция начинается фазой адреса, за которой может следовать одна или несколько фаз данных..

В каждый момент времени шиной может управлять только одно ведущее устройство, получившее на это право от арбитра.

Для адреса и данных используются общие линии AD.

В каждый момент времени данные по шине PCI передаются между двумя устройствами: ведущим (задатчиком) и ведомым (исполнителем). Управлять шиной может лишь одно ведущее устройство. Право на управление шиной устройство получает от арбитра. Арбитражем запросов на использование шины занимается специальный узел, входящий в чипсет (северный мост) системной платы. Схема приоритетов определяется программированием арбитра.

Устройства взаимодействуют по шине PCI по командам, которые устанавливает ведущее устройство.

Циклы шины

По сигналам C/BE (от C/BE3 до C/BE0) во время фазы передачи адреса определяется тип цикла передачи данных.

- 0000 – Подтверждение прерывания. Команда предназначена для чтения вектора (типа) прерываний как бы из системного контроллера прерываний.

- 0010 – Чтение порта ввода-вывода.

- 0011 – Запись в порт ввода-вывода.

Команды чтения и записи ввода-вывода служат для обращения к пространству портов.

- 0110 и 0111 – Чтение памяти и запись в память.

- 1101 – Двойной цикл записи. Позволяет по 32-битной шине обращаться к устройствам с 64-битной адресацией.

Чтение конфигурации (1010) и запись конфигурационных данных (1011)

Временные диаграммы шины PCI