Обзор шины PCI
На Локальной Шине PCI является высокая производительность шины для соединения чипов, плат расширения, и процессора/подсистемы памяти. Она возникла на Intel в начале 1990-х годов в качестве стандартного метода смежные фишки на доске. Позже он был принят в качестве промышленного стандарта, администрируемых PCI Special interest Group, или "PCI SIG". Под PCI SIG определение PCI была расширена, чтобы определить стандартная шина расширения разъем интерфейса для добавления в советах.
PCI была принята для использования в персональных компьютерах примерно с 1994 года с Intel " введение в "Сатурн" набор микросхем и "Альфредо" материнской платы для 486 процессора. С введением чипсетов и материнских плат для процессоров Intel Pentium процессор, PCI, в основном, заменить ранее шинных архитектур, таких как EISA, VL, и Micro Channel. Шина ISA изначально продолжали сосуществовать с PCI для поддержки "наследие" добавить в советах, которые не требуют высокой производительности шины PCI. Но, как наследие советов переработаны, PCI ожидается, что полностью заменить ISA, а также. Часто в этом случае требуется ремонт компьютера на Щелковской.
11 сентября 1998 PCI SIG объявила, что Compaq, Hewlett-Packard, и IBM представила новую спецификацию для рассмотрения названием "PCI-X". Предложенный стандарт позволяет увеличить PCI bus Speed (скорость шины до 133 МГц. Она также включает предлагаемые изменения в PCI протокол связи влияющие на скорость передачи данных и электрические требования времени. PCI-SIG одобрил формирование рабочей группы для рассмотрения предложение.
Протокол Шины PCI
PCI является синхронной шиной архитектуры со всеми данными трансфертов, выполняется относительно системные часы (CLK). Первоначальная спецификация PCI разрешенной максимальной тактовой частотой 33 МГц что один переезд на автобусе проводиться каждые 30 секунд. Позже, Редакция 2.1 спецификация PCI расширил определение шины для поддержки работы в 66 МГц, но подавляющее большинство сегодняшних персональные компьютеры продолжают реализации шины PCI, который работает на максимальной скорости 33 МГц.
PCI реализует 32-бит мультиплексированных Адреса и шины Данных (AD[31:0]). Это архитекторов средство поддержки 64-разрядной шины данных через более разъем, но большинство современных персональных компьютеров поддерживают только 32-битную передачу данных через базе 32-битный разъем PCI. На 33 МГц, 32-разрядный слот поддерживает максимальную скорость передачи данных 132 Мбайт/сек, а с 64-разрядный слот поддерживает 264 Мбайт/сек.
Мультиплексный Адреса и шины Данных позволяет снижается pin count на Разъем PCI, что позволяет снизить стоимость и меньший размер пакета для PCI компоненты. Типичный 32-бит PCI добавить в советах использовать только около 50 сигналов контакты на разъем PCI 32 из которых являются мультиплексный Адрес и шины Данных. Шина PCI-циклов, инициируются вождения адрес на AD[31:0] сигналы в первые часы края называется адрес фазы. Адрес фазы сигнализируется путем активации FRAME# сигнал. Следующий часы края начинается первый из одного или более фазы данных , в которых данные передаются через AD[31:0] сигналы.
В PCI терминологии, данные передаются между инициатор , которые - мастер, и цель , который является автобуса раба. Инициатором диски C/BE[3:0]# сигналы в адрес фазы сигнала тип перевода (чтения памяти, записи памяти, ввода/Вывода, чтение, I/O запись, и т.д.). Во время фазы данных в C/BE[3:0]# сигналы служат байт enable, чтобы указать, какие байты данных, являются действительными. Как инициатор и цель может вставить ожидание государств в передаче данных по deasserting в IRDY# и TRDY# сигналы. Действительная передача данных происходят на каждом краю часы, в которых оба IRDY# и TRDY# не утверждал.
Шину PCI передача состоит из одного адреса фазы и любое количество данных этапов. I/O операции то, что доступ, регистрация в PCI цели, как правило, имеют только одного данные фазы. Память переводов, перемещения блоков данных состоят из несколько фазы данных, что чтение или запись нескольких последовательных памяти местоположения. Как инициатор и цель может прекратить Трансфер в последовательности в любое время. Инициатором сигналы завершения Трансфер на deasserting КАДР# сигнал в течение последних данных фазы. Цель может прекратить Трансфер, утверждая STOP# сигнал. Когда инициатором обнаруживает активные STOP# сигнал, он необходимо прекратить действие тока Трансфер и вновь арбитраж для автобуса перед тем, как продолжить. Если ОСТАНОВКА не утверждал, без каких-либо данных стадиях завершения, целевой издал повторить. Если STOP,# утверждается, после одной или более фазы данных успешно завершена, цель издал отключить.
Инициаторы выноса собственности автобус, утверждая REQ# сигнал на центральный арбитр. Арбитр грантов собственности на автобусе утверждением GNT# сигнал. REQ# и GNT# являются уникальными для каждого слота базы, позволяющей арбитр для реализации автобус справедливости алгоритм. Арбитраж в PCI "спрятан" в том смысле, что она не потребляет тактов. Текущий инициатора трансферы на автобусе связаны с арбитражным процесс, который определяет будущий владелец автобуса.
PCI поддерживает строгий автоматической конфигурации механизма. Каждое устройство PCI включает в себя набор регистров конфигурации, которые позволяют определение типа устройства (SCSI -, видео -, Ethernet, и т.д.) и компании, которая его производства. Другие регистры позволяют конфигурации устройства I/O адресов, адреса в памяти, уровни прерываний и т.д.
Хотя это и не является широко применяться, PCI поддерживает 64-разрядную адресацию. В отличие от 64-битной шиной данных, вариант, который требует больше разъем с 32-бит данных сигналов, 64-разрядная адресация может быть поддержаны на базе 32-разрядных разъема. Двойной Адрес Циклов выпускаются, в котором низкого порядка 32-бит адреса приводятся на AD[31:0] сигналов во время первой адрес фазе, а высокого порядка 32 бита адреса (если не равно нулю) приводятся в AD[31:0] сигналов во время второй адрес фазы. Оставшуюся часть передачи продолжается, как нормальный автобус.
PCI определяет поддерживают оба напряжения 5 в и 3.3 Вольта сигнализации уровня. Разъем PCI определяет расположение контактов для обеих 5 в и 3.3 Вольт уровнях. Однако, большинство ранних систем PCI 5 Вольт только, и не предоставляет активная мощность на 3,3 в разъемы. С течением времени все больше использовать 3.3 Вольт интерфейс будет, но add-in доски, которые должны работать в более старых унаследованных систем ограничены при этом только 5 Вольт питания. "Манипуляция" схема реализуется в PCI разъемы для предотвращения установка плагина Совета в систему с несовместимыми питания напряжение.
Хотя используются наиболее широко в PC-совместимых систем, PCI архитектура шины, процессор независимыми. PCI определения сигналов являются общими позволяет шине быть использованы в системах, основанных на других семействами процессоров.
PCI включает строгие требования к обеспечению качества сигнала требуется для работы на 33 и 66 МГц. Компоненты и добавить в советах должны включать уникальные водителей автобусов, специально предназначены для использования в шину PCI среды. Типичный устройств TTL, используемых в предыдущих автобус реализации например, ISA и EISA, не соответствует требованиям PCI. Это ограничение вместе с высокой скоростью шины диктует то, что большинство PCI устройств реализуются как пользовательские ASICs.
Чем выше скорость PCI ограничивает количество слотов расширения на одном автобусе с не более чем 3 или 4, по сравнению с 6 или 7 для более ранних шинных архитектур. Для разрешения расширения автобусы с более, чем 3 или 4 слота PCI SIG определил PCI-to-PCI Bridge механизм. PCI-to-PCI Мостов ASICs, что электрически выделить два PCI автобусы, позволяя трансферы на автобусе, чтобы передаваться от одной шине в другое. Каждое устройство моста имеет "первичной" шине PCI, и "среднего" шины PCI. Несколько мост устройства могут быть каскадом, чтобы создать систему, с многие шины PCI.