微型计算机系统与接口：CH.ppt

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1、7.3 PCI 总线n nPCI 总线简介n nPCI 总线信号n nPCI/ISA 桥的信号交互n nPCI 总线操作n nPCI 总线仲裁n nPCI 的配置7.3.1 PCI 总线简介uu PCI的提出uu 系统结构uu 主要特点7.3.1 PCI 总线简介uu PCI 的提出t tISA ISA 的局限性的局限性Data16bitData16bit；Address24bitAddress24bit；中断边沿触发；中断边沿触发；总线物理结构总线物理结构制约总线带宽制约总线带宽8MHz8MHz；硬件配；硬件配置技术性强。置技术性强。t tEISAEISA（ISAISA的的3232位扩展）位

2、扩展）在性能上有所改善。在性能上有所改善。t tVLVL总线（总线（VESA Local BusVESA Local Bus）Video Electronic Standard Association Video Electronic Standard Association 解决解决CPUCPU与显卡之间快速数据传输。与显卡之间快速数据传输。t tPCIPCI（Peripheral Component InterfacePeripheral Component Interface）克服上述总克服上述总线的不足，成为微机总线的主流。线的不足，成为微机总线的主流。7.3.1 PCI 总线简介uu

3、系统结构t tHost/PCI Host/PCI 桥（桥（North BridgeNorth Bridge）：）：连接主处理器到基础连接主处理器到基础PCIPCI总线，桥包括存储器管总线，桥包括存储器管理部件和理部件和AGPAGP接口部件。接口部件。t tPCI/ISA PCI/ISA 桥桥 （South BridgeSouth Bridge）：）：连接基础连接基础PCIPCI到到 ISA ISA或或EISA EISA 总线，通常还包含中总线，通常还包含中断控制器、断控制器、IDEIDE控制器、控制器、USBUSB控制器和控制器和DMADMA控制控制器。器。t tPCI/PCI PCI/PCI

4、 桥：在基础桥：在基础PCIPCI总线总线或或PCIPCI插卡上，可插卡上，可连接或嵌入一连接或嵌入一个或多个个或多个PCI/PCI PCI/PCI 桥。桥。t t北桥北桥/南桥构成芯片组，南桥构成芯片组，PCI 系统结构图7.3.1 PCI 总线简介uu主要特点t t独立于处理器t t支持约80个总线功能（设每个PCI设备是一个PCI的电气负载，一个典型的PCI可以支持大约10个电气负载，因此每个设备可以包含8个PCI功能。）t t低功耗t t总线速度33Mhz（版PCI规范），66Mhz（版）t t并行的总线操作（PCI总线与处理器总线、扩展总线同步工作。）7.3.1 PCI 总线简介uu

5、主要特点（续）t t全面支持全面支持PCIPCI总线主设备总线主设备（允许同级（允许同级PCIPCI总线访总线访问，允许通过问，允许通过PCI-PCIPCI-PCI总线桥和扩展总线桥访问总线桥和扩展总线桥访问主存储器和扩展总线上的设备。）主存储器和扩展总线上的设备。）t t隐式总线仲裁隐式总线仲裁（在一个总线主设备正在（在一个总线主设备正在PCIPCI总线总线上进行访问时，可以同时进行上进行访问时，可以同时进行PCIPCI总线仲裁。）总线仲裁。）t t在所有读写操作中可实现猝发传送在所有读写操作中可实现猝发传送（3232位位PCIPCI峰峰值传送速率为值传送速率为132MB/s132MB/s，

6、6464位峰值为位峰值为264MB/s264MB/s，66MHz66MHz、6464位位PCIPCI峰值传送速率为峰值传送速率为528BM/s528BM/s）t t地址、命令、数据奇偶校验地址、命令、数据奇偶校验（具有在（具有在地址、命地址、命令、数据上进行奇偶校验的功能。令、数据上进行奇偶校验的功能。）7.3.1 PCI 总线简介uu主要特点（续）t t存储器、I/O、配置地址空间t t自动配置寄存器（配置寄存器全部为按位定义，支持自动的设备检测和配置）t t电平中断，支持多源共享中断t t引脚数少（PCI主设备49，目标设备47）t t规范PCI 连接器和插卡定义、插卡尺寸（长卡、短卡和变

7、高短卡）7.3.2 PCI 总线信号uuPCIPCI总线信号指总线信号指PCIPCI设备与设备与PCIPCI总线接口的信号。总线接口的信号。uu主设备比目标设备信号多主设备比目标设备信号多2 2个。个。基本信号可选信号系统信号系统信号 64 64位扩展信号位扩展信号地址地址/数据和命令信号数据和命令信号时钟控制时钟控制 CLKRUN#CLKRUN#接口控制信号接口控制信号电源管理（）电源管理（）仲裁信号（仅主设备）仲裁信号（仅主设备）JTAG/JTAG/边界扫描边界扫描错误报告信号错误报告信号中断请求信号中断请求信号7.3.2 PCI 总线信号主主设设备备信信号号7.3.2 PCI 总线信号目

8、目标标设设备备信信号号7.3.2 PCI 总线信号uu系统信号t tCLK CLK 总线时钟信号总线时钟信号（输入，（输入，PCIPCI总线上的所有操总线上的所有操作都是与作都是与PCIPCI时钟信号同步的，系统在时钟信号同步的，系统在CLKCLK的上升的上升沿采样沿采样PCIPCI上设备的所有输入信号。）上设备的所有输入信号。）t tRST#RST#复位信号复位信号（输入，复位信号在有效状态下，（输入，复位信号在有效状态下，将所有的将所有的PCIPCI配置寄存器、主设备和目标的状态机配置寄存器、主设备和目标的状态机，以及输出驱动器置为初始状态。），以及输出驱动器置为初始状态。）7.3.2 P

9、CI 总线信号uu地址、数据和命令t t AD 31：0 地址/数据时分复用总线t t C/BE#3:0 命令或字节使能t t PAR 奇偶校验信号PCI命令命令类型命令类型C/BE#3:0C/BE#3:0中断响应中断响应00000000特殊周期特殊周期00010001I/O I/O 读读00100010I/O I/O 写写00110011存储器读存储器读01100110存储器写存储器写01110111配置读配置读10101010配置写配置写10111011存储器多行读存储器多行读11001100双总线周期双总线周期11011101存储器行读存储器行读11101110存储器写和使无效存储器写和

10、使无效11111111保留保留01000100，01010101，10001000，10011001PCI字节使能C/BE#3:0 C/BE#3:0 C/BE#3:0 C/BE#3:0 映射映射映射映射 BE3#BE3#数据通道数据通道3 3，AD31:24AD31:24和当前寻址双字第和当前寻址双字第4 4个字节个字节 BE2#BE2#数据通道数据通道2 2，AD23:15AD23:15和当前寻址双字第和当前寻址双字第3 3个字节个字节 BE1#BE1#数据通道数据通道1 1，AD15:8AD15:8和当前寻址双字第和当前寻址双字第2 2个字节个字节 BE0#BE0#数据通道数据通道0 0，

11、AD7:0AD7:0和当前寻址双字第和当前寻址双字第1 1个字节个字节7.3.2 PCI 总线信号uu接口控制信号接口控制信号接口控制信号接口控制信号（交易过程主设备和目标设备的握手）（交易过程主设备和目标设备的握手）（交易过程主设备和目标设备的握手）（交易过程主设备和目标设备的握手）t tFRAME#FRAME#总线周期帧确认信号总线周期帧确认信号（三态三态，指示总线指示总线交易的开始交易的开始 和交易的持续时间。和交易的持续时间。当当FRAME#FRAME#、IRDY#IRDY#无效而无效而GNT#GNT#有效时，表示主设备获得总线有效时，表示主设备获得总线权。之后，主设备驱动权。之后，主

12、设备驱动FRAME#FRAME#有效，表示交易的有效，表示交易的开始。在主设备和目标之间，一个交易可包含一开始。在主设备和目标之间，一个交易可包含一次或多次数据传送，在主设备准备完成最后数据次或多次数据传送，在主设备准备完成最后数据交互时，驱动交互时，驱动FRAME#FRAME#为无效。）为无效。）t tIRDY#IRDY#主设备（启动方）准备好信号主设备（启动方）准备好信号（三态，三态，表表示主设备准备好与目标设备交换数据。示主设备准备好与目标设备交换数据。在主设备在主设备与从设备进行交易时，与从设备进行交易时，IRDY#IRDY#有效表示主设备已准有效表示主设备已准备好向目标设备发送（写）

13、数据或从目标设备接备好向目标设备发送（写）数据或从目标设备接收（读）数据。用此信号通知从设备：主设备已收（读）数据。用此信号通知从设备：主设备已准备好。准备好。）7.3.2 PCI 总线信号uu接口控制信号（续）（续）t tTRDY#目标设备准备好信号（三态，三态，表示目表示目标设备准备好与主设备交换数据。标设备准备好与主设备交换数据。写交易时，写交易时，TRDY#TRDY#有效表示目标设备已准备好接收主设备发有效表示目标设备已准备好接收主设备发送的数据；读交易时，表示目标设备准备好向数送的数据；读交易时，表示目标设备准备好向数据总线发送数据。用此信号通知主设备：目标设据总线发送数据。用此信号

14、通知主设备：目标设备已准备好。）备已准备好。）t tSTOP#终止交易信号（三态，主设备为输入三态，主设备为输入信号，目标设备输出信号。当信号，目标设备输出信号。当目标设备有效目标设备有效STOP#STOP#时，表明它希望主设备在进程中停止交易。）时，表明它希望主设备在进程中停止交易。）t tLOCK#锁定信号（三态，主设备为双向信号，三态，主设备为双向信号，目标设备为输入信号。目标设备为输入信号。在基本交易系列中在基本交易系列中(例如：例如：在一个信号机读在一个信号机读/修改修改/写操作中写操作中)主设备用此信号主设备用此信号锁定当前寻址的目标。）锁定当前寻址的目标。）7.3.2 PCI 总

15、线信号uu接口控制信号（续）接口控制信号（续）t tIDSEL IDSEL 初始化设备选择信号初始化设备选择信号（是（是PCIPCI设备的一个设备的一个输入信号，在访问设备配置寄存器时用作片选择输入信号，在访问设备配置寄存器时用作片选择信号。）信号。）t tDEVSEL#DEVSEL#设备选择信号设备选择信号（主设备为输入信号，主设备为输入信号，目标设备为输出信号。目标设备为输出信号。当目标设备进行地址译码当目标设备进行地址译码时，使设备选择信号有效。可作为当前主设备和时，使设备选择信号有效。可作为当前主设备和扩展总线桥中负向译码器的输入信号。当一个主扩展总线桥中负向译码器的输入信号。当一个主

16、设备起动一次交易，并在设备起动一次交易，并在6 6个个CLKCLK周期内没有检测周期内没有检测到到DEVSEL#DEVSEL#信号有效，主设备认为目标不能响应信号有效，主设备认为目标不能响应或者访问地址不存在。因此，主设备终止当前交或者访问地址不存在。因此，主设备终止当前交易。）易。）7.3.2 PCI 总线信号uu仲裁信号仲裁信号t tREQ#REQ#总线请求信号总线请求信号t tGNT#GNT#总线允许信号总线允许信号每一个每一个PCIPCI主设备都有一对仲裁线直接连到主设备都有一对仲裁线直接连到PCIPCI总线总线仲裁器上。仲裁器上。7.3.2 PCI 总线信号uu中断请求信号中断请求信

17、号t tINTA#INTA#t tINTB#INTB#t tINTC#INTC#t tINTD#INTD#设备还可以使用消息信号中断设备还可以使用消息信号中断(MSI)(MSI)来中断处理器正来中断处理器正在执行的程序。在执行的程序。7.3.2 PCI 总线信号uu错误报告信号错误报告信号t tPERR#PERR#校验错信号校验错信号（三态，目标设备为输出，主设（三态，目标设备为输出，主设备为输入和输出。所有备为输入和输出。所有PCIPCI设备都是强制产生作用在设备都是强制产生作用在AD31AD31：00、C/BE3C/BE3：00总线上地址和数据信号的奇偶校验信息总线上地址和数据信号的奇偶校

18、验信息的。接收设备将检查奇偶校验的合理性，如果的。接收设备将检查奇偶校验的合理性，如果PCIPCI设备发现设备发现奇偶校验错误，则置奇偶校验错误，则置PERR#PERR#信号有效。）信号有效。）t tSERR#SERR#系统错信号系统错信号（输出，该信号在同一时间内可（输出，该信号在同一时间内可由多个由多个PCIPCI代理驱动。在产生地址奇偶校验错、专用周期数代理驱动。在产生地址奇偶校验错、专用周期数据奇偶校验错及其他严重错误时，据奇偶校验错及其他严重错误时，PCIPCI设备可以驱动系统错设备可以驱动系统错误信号误信号SERR#SERR#，SERR#SERR#被看作向系统报告严重错误的最后被看

19、作向系统报告严重错误的最后求助途径。通常在求助途径。通常在SERR#SERR#置为有效时，引起置为有效时，引起NMINMI中断。在中断。在发生非严重错误或可纠正的错误时不激活发生非严重错误或可纠正的错误时不激活SERR#SERR#信号。该信号。该信号为漏极开路信号，需要外接漏极电阻。）信号为漏极开路信号，需要外接漏极电阻。）7.3.2 PCI 总线信号uu6464位扩展信号位扩展信号t tAD 63:32AD 63:32高高4 4组数据通道选择信号组数据通道选择信号（三态，与（三态，与AD31:0AD31:0结合，可将数据总线的宽度扩展到结合，可将数据总线的宽度扩展到6464位。在一般位。在一

20、般交易的地址段中不使用这些引脚交易的地址段中不使用这些引脚 ，除非正在进行的交易为，除非正在进行的交易为6464位寻址。）位寻址。）t tC/BE 7:4C/BE 7:4数据通道数据通道4 4到到7 7字节的使能信号字节的使能信号（三（三态，在数据传送阶段中使用，而不是在地址段使用态，在数据传送阶段中使用，而不是在地址段使用(除非除非正在进行正在进行6464位寻址位寻址)。）。）t tREQ64#REQ64#6464位传送请求信号位传送请求信号（三态，主设备产生，表（三态，主设备产生，表示希望使用高示希望使用高4 4组数据通道之一或更多来实现数据传送。它组数据通道之一或更多来实现数据传送。它的

21、时序与的时序与FRAME#FRAME#相同。）相同。）t tACK64#ACK64#6464位传送确认信号位传送确认信号（三态，由目标产生（三态，由目标产生(如如果它支持果它支持6464位传送位传送)以响应由主设备使能的以响应由主设备使能的REQ64#REQ64#。它与。它与DEVSEL#DEVSEL#信号有相同的时序。）信号有相同的时序。）t tPAR64PAR64高位双字奇偶校验信号高位双字奇偶校验信号（三态，是（三态，是与与AD63:32AD63:32和和C/BE7:4C/BE7:4相关的奇偶校验位。）相关的奇偶校验位。）7.3.2 PCI 总线信号uuJTAG/JTAG/边界扫描（边界

22、扫描（用于测试用于测试PCIPCI设备的内部电路，对设备的内部电路，对PCIPCI设备进行功能测试。设备进行功能测试。）t tTCKTCK测试时钟测试时钟（输入信号，在边界扫描期间用于（输入信号，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。输入和输出的状态信息和数据的计时设备。）t tTDITDI 测试输入测试输入（输入信号，输入信号，(与与TCKTCK结合结合)在一串数据位在一串数据位流中，用于将数据和指令输入测试访问端口流中，用于将数据和指令输入测试访问端口(TAP)(TAP)。）t tTDOTDO测试输出测试输出（输出信号，（输出信号，(与与TCKTCK结合结合)在一串在一串

23、数据位流中，用于从测试访问端口数据位流中，用于从测试访问端口(TAP)(TAP)输出数据和指令。）输出数据和指令。）t tTMSTMS测试模式选择测试模式选择（输入信号，用于控制测试（输入信号，用于控制测试访问端口控制器的状态）访问端口控制器的状态）t tTRST#TRST#测试复位测试复位（输入信号，强置测试访问端口（输入信号，强置测试访问端口控制器为初始状态。）控制器为初始状态。）7.3.2 PCI 总线信号uu电源管理电源管理t tPME#PME#，规范版中添加的电源管理事件和是可选规范版中添加的电源管理事件和是可选的，能够生成的，能够生成PMEPME的设备可实现此功能。的设备可实现此功

24、能。uu时钟控制时钟控制t tCLKRUN#CLKRUN#7.3.3 PCI/ISA 桥的信号交互uuISA 桥的负向译码（Subtractive Decode）概念uu两种情形分析7.3.3 PCI/ISA 桥的信号交互uu ISA 桥的负向译码（Subtractive Decode）t t 当PCI上的主设备寻址PCI目标设备时，由PCI主设备发出寻址地址，PCI目标设备进行译码，被选中的目标设备令DEVSEL信号有效回应主设备。这一过程叫做正向译码。t t 如果PCI主设备要寻址一个驻留在ISA总线上的设备时，主设备不知道是否有设备安装在ISA扩展槽上，也没有途径知道存储器或I/O所用地

25、址的范围,无法和该设备直接交互。在这种情况下，就引出了由PCI/ISA桥执行负向译码的概念。7.3.3 PCI/ISA 桥的信号交互uu ISA 桥的负向译码（续）t t 在一个在一个PCIPCI主设备启动交易的时间周期内，如果没主设备启动交易的时间周期内，如果没有其他有其他PCIPCI设备回应，设备回应，PCI/ISAPCI/ISA桥令桥令DEVSELDEVSEL有效有效并且将交易转送到扩展的并且将交易转送到扩展的ISAISA总线上。总线上。t t 主设备通过监视其他主设备通过监视其他PCIPCI设备产生的设备产生的DEVSELDEVSEL信信号状态，来确定没有其他号状态，来确定没有其他PC

26、IPCI设备声明交易。如果设备声明交易。如果在一个地址段后的在一个地址段后的4 4个时钟周期中都没有采样到有个时钟周期中都没有采样到有效的效的DEVSELDEVSEL，那么说明没有其他，那么说明没有其他PCIPCI设备被选设备被选中，扩展总线桥可以通过交易的第五个和第六个中，扩展总线桥可以通过交易的第五个和第六个时钟周期使时钟周期使DEVSELDEVSEL有效来回应主设备。这一过有效来回应主设备。这一过程就称作负向译码。程就称作负向译码。7.3.3 PCI/ISA 桥的信号交互uu 两种情形分析t t情形一：寻址设备在情形一：寻址设备在PCI/ISAPCI/ISA桥中（正向译码）桥中（正向译码

27、）PCI/ISAPCI/ISA控制器作为控制器作为PCIPCI总线上的一个设备，主设备总线上的一个设备，主设备可以直接访问可以直接访问PCI/ISAPCI/ISA控制器中的器件，例如实时时钟，控制器中的器件，例如实时时钟，PCI/ISAPCI/ISA控制器能够直接译码地址并声明交易。此种情控制器能够直接译码地址并声明交易。此种情况属于正向译码。况属于正向译码。t t情形二：寻址设备在情形二：寻址设备在ISA ISA 总线上（负向译码）总线上（负向译码）在地址段之后在地址段之后,PCI/ISA,PCI/ISA 桥通过检测桥通过检测DEVSEL#DEVSEL#信信号确认没有号确认没有PCIPCI设

28、备响应（设备响应（CLK3-5CLK3-5上升沿）上升沿）；PCI/ISA PCI/ISA 桥令桥令DEVSEL#DEVSEL#有效（有效（CLK5-6CLK5-6内）；内）；启动启动 ISA ISA 上的访问（将低于上的访问（将低于16M16M存储器地址，存储器地址，低于低于16K16K的的I/OI/O地址传到地址传到ISAISA总线上）。总线上）。7.3.4 PCI 总线操作uu 概述uu 典型PCI操作 uu PCI命令uu 几种PCI交易分析7.3.4 PCI 总线操作uu概述t t突（猝）发传送突（猝）发传送突发传送是一种包含一个地址段，跟着两个或两突发传送是一种包含一个地址段，跟着

29、两个或两个以上数据段的数据传送方式。个以上数据段的数据传送方式。t t启动者、目标和代理启动者、目标和代理每每个个PCIPCI传传送送都都有有两两个个参参与与者者：起起动动方方和和目目标标。起起动动方方或或总总线线主主设设备备是是起起动动传传送送的的设设备备。目目标标是是指指起起动动方方为为实实现现数数据据传传送送目目的的而而正正在在寻寻址址的的设设备备。通通常常，PCIPCI起起动动方方和和目目标标设设备备称称为为与与PCIPCI兼兼容容的的代代理理（AgentAgent）。）。7.3.4 PCI 总线操作uu概述（续）t tPCI PCI 总线时钟总线时钟对对于于33MHz33MHz的的总

30、总线线，CLKCLK信信号号的的频频率率从从0MHz0MHz到到33MHz33MHz。所所有有PCIPCI设设备备必必须须支支持持从从1616到到33MHz33MHz的的操操作作，并支持直到并支持直到0MHz0MHz的操作，节电状态下停止时钟运行。的操作，节电状态下停止时钟运行。t t地址段地址段PCIPCI交交易易从从PCI PCI CLK1CLK1周周期期内内的的地地址址段段开开始始。在在地地址址段段，主主设设备备发发出出地地址址信信号号，PCIPCI命命令令/字字节节使使能能以以及及FRAME#FRAME#信号。信号。7.3.4 PCI 总线操作uu概述（续）t t声明一次交易声明一次交

31、易(换换)当当 PCIPCI目目 标标 确确 定定 自自 己己 被被 选选 中中 以以 后后，通通 过过 有有 效效DEVSEL#(DEVSEL#(设设备备选选择择)声声明明本本次次交交易易有有效效，如如果果主主设设备备在在一一个个预预定定的的时时间间段段（6CLK6CLK）没没有有采采样样到到有有效效的的DEVSEL#DEVSEL#，就中止交易。，就中止交易。t t数据段数据段数数据据段段通通常常在在一一次次交交易易的的第第二二个个PCI PCI CLKCLK开开始始，传传送送的的数数据据字字节节数数由由主主设设备备驱驱动动的的命命令令/字字节节使使能能信信号号决决定定。每每个个数数据据段段

32、至至少少持持续续一一个个PCIPCI时时钟钟周周期期，主主设设备备和和目目标标都都必必须须准准备备好好进进行行数数据据传传送送，否否则则数数据据段段便便要要插插入入一一个个等等待待周周期期。PCIPCI总总线线定定义义了了准准备备好好信信号号线线，主设备使用主设备使用IRDY#IRDY#而目标使用而目标使用TRDY#TRDY#。7.3.4 PCI 总线操作uu概述（续）（续）t t交换过程交换过程PCIPCI交易，所有的数据传送都可以是突发传送。交易，所有的数据传送都可以是突发传送。主设备通过控制信号指出是否准备好传送当前数据项，主设备通过控制信号指出是否准备好传送当前数据项，如果准备好传送，

33、那么该数据项是否是最后的数据项。如果准备好传送，那么该数据项是否是最后的数据项。在地址段的开始，主设备令在地址段的开始，主设备令FRAME#FRAME#信号有效并信号有效并一直保持其有效状态，直到主设备准备好一直保持其有效状态，直到主设备准备好(有效有效IRDY#)IRDY#)完成最后一个数据段。当目标在数据段采样完成最后一个数据段。当目标在数据段采样到到IRDY#IRDY#信号有效和信号有效和FRAME#FRAME#信号无效时，就知道了信号无效时，就知道了这是最后一个数据段。此时，目标也令这是最后一个数据段。此时，目标也令TRDY#TRDY#信号信号有效，数据段才能完成传送。有效，数据段才能

34、完成传送。7.3.4 PCI 总线操作uu概述（续）（续）t t传送结束和总线空闲传送结束和总线空闲主设备通过无效主设备通过无效FRAME#FRAME#和有效和有效IRDY#IRDY#表明，突表明，突发传送的最后一个数据传送在进行中，当最后的数据发传送的最后一个数据传送在进行中，当最后的数据传送完成时，主设备通过无效其准备好信号传送完成时，主设备通过无效其准备好信号IRDY#IRDY#，将将PCIPCI总线返回空闲态。如果另一个总线主设备已经总线返回空闲态。如果另一个总线主设备已经被被PCIPCI总线仲裁器授权拥有总线，并正在等待当前主总线仲裁器授权拥有总线，并正在等待当前主设备放弃总线，它通

35、过在设备放弃总线，它通过在PCIPCI时钟的同一个上升沿检时钟的同一个上升沿检测无效的测无效的FRAME#FRAME#和和IRDY#IRDY#，从而检测到总线已经返，从而检测到总线已经返回空闲状态。回空闲状态。7.3.4 PCI 总线操作典型典型PCI操作操作7.3.4 PCI 总线操作uu典型PCI操作t t主设备获取总线权：在主设备获取总线权：在CLK1CLK1上升沿采样到上升沿采样到FRAME#FRAME#和和IRDY#IRDY#无效无效(总线空闲总线空闲)，并，并GNT#GNT#有有效。效。t t主设备起动交易：在主设备起动交易：在CLK1CLK1主设备使主设备使FRAME#FRAME

36、#信信号有效，同时，驱动地址和命令到总线。号有效，同时，驱动地址和命令到总线。t t地址段结束：在地址段结束：在CLK2CLK2上升沿地址段结束，主设上升沿地址段结束，主设备开始关闭它的备开始关闭它的ADAD总线驱动器，并发出字节使总线驱动器，并发出字节使能能C/BE#3:0C/BE#3:0。t t数据段：地址段后是一个或若干个数据段。数数据段：地址段后是一个或若干个数据段。数据交易在据交易在IRDY#IRDY#和和TRDY#TRDY#都有效时进行。都有效时进行。t t最后一个数据段：最后一个数据段：FRAME#FRAME#无效且无效且IRDY#IRDY#有效，有效，表示最后一个数据段。表示最

37、后一个数据段。uu PCI命令PCI交易分为16种类型，与命令/字节使能信号C/BE#3:0的16种状态相对应。其中4种为保留状态。在一个交易过程的地址段中，命令/字节使能信号C/BE#3:0表示正在进行交易的类型或叫做命令类型。7.3.4 PCI 总线操作PCI命令命令类型命令类型C C/BE#3:0/BE#3:0中断响应中断响应00000000特殊周期特殊周期00010001I/O I/O 读读00100010I/O I/O 写写00110011存储器读存储器读01100110存储器写存储器写01110111配置读配置读10101010配置写配置写10111011存储器多行读存储器多行读1

38、1001100双总线周期双总线周期11011101存储器行读存储器行读11101110存储器写和使无效存储器写和使无效11111111保留保留01000100，01010101，10001000，100110017.3.4 PCI 总线操作uu几种PCI交易t tPCIPCI中断响应中断响应t tPCIPCI单数据读（普通）单数据读（普通）t tPCIPCI突（猝）发读突（猝）发读t tPCIPCI无等待状态读（优化）无等待状态读（优化）7.3.4 PCI 总线操作 PCI读操作读操作7.3.4 PCI 总线操作 PCI优化读优化读小结n n总线是微计算机系统功能扩展以及应用系统的接口。总线速

39、率、总线类型、仲裁方法、总线宽度与总线定时是描述总线特征的主要因素。n n总线的规范包括总线信号组的定义，信号之间的逻辑和时序关系，还包括总线的机械规范和电气规范。小结n nISA总线包括8位或16位总线格式，支持存储器或IO接口在8MH的频率下进行数据传输。n nISA总线16位典型的存储器访问和I/O访问，需要3个总线时钟。n n掌握ISA总线扩展的设计方法，是学习本节的基本要求。小结n nPCIPCI总线是一种绿色总线，它支持在总线是一种绿色总线，它支持在PCPC机与存储器或机与存储器或I/OI/O接口之间以接口之间以33MHz/66MHz33MHz/66MHz的频率进行的频率进行323

40、2位或位或6464位的位的数据传输，并允许任何微处理器通过总线桥接口接到数据传输，并允许任何微处理器通过总线桥接口接到PCIPCI总线上。总线上。n nPCIPCI支持猝发传送。支持猝发传送。PCIPCI具有存储器读具有存储器读/写、写、I/OI/O读读/写、写、配置读写等配置读写等1212种命令，种命令，PCIPCI执行命令是按照对应的总线执行命令是按照对应的总线时序来进行的。时序来进行的。n n即插即用功能是即插即用功能是PCIPCI的一个主要特点。即插即用接口是的一个主要特点。即插即用接口是包含一段存储器的设备，这段存储器中保留了系统的包含一段存储器的设备，这段存储器中保留了系统的配置信息。配置信息。n nPCIPCI的配置机制使用两个位于的配置机制使用两个位于Host/PCIHost/PCI桥的桥的3232位的位的I/OI/O端端口地址，口地址，0CF8h0CF8h和和0CFCh0CFCh。通过对这两个。通过对这两个3232位的位的I/OI/O端端口地址的访问，形成对配置空间的映射，实现对配置口地址的访问，形成对配置空间的映射，实现对配置空间的访问。空间的访问。