PCI 总线规范ppt课件

。PCI总线规范，熊辉，2008年5月，内容安排，第一部分PCI总线基础I，PCI总线定义和特性ii，PCI总线命令和操作iii，PCI总线仲裁iv，PCI总线电气规范v，CompactPCI第二部分PCI总线应用示例I，PCI接口实现方案ii，PCI接口芯片PCI9054和数据采集卡设计iii，PCI驱动程序，我，PCI总线的定义和特点，1。微型计算机总线概述2。PCI总线3的发展历史。PCI总线的特点。总线的定义，1。微机总线概述，微机的基本总线结构，1。微机总线概述。南桥芯片和北桥芯片南桥芯片主要负责一些外围接口的控制，如输入输出接口、集成开发环境设备控制和附加功能等。常见的包括VIA的8235和8237。北桥芯片主要负责中央处理器和内存之间的数据交换，并控制其中AGP和PCI数据的传输，这是主板性能的主要决定因素。随着芯片集成度的提高，中央处理器也集成了许多其他功能。例如，存储器控制器集成在Althon64中。微型计算机总线概述什么是计算机总线？总线是计算机各部件之间信息传输的公共通道。根据信号的不同类型，微机的总线一般分为三种：数据总线、地址总线和控制总线。微机总线局部总线概述指的是来自处理器的扩展路径，并与处理器同步运行。如果设备直接连接到本地总线，它可以以中央处理器的速度运行。由于本地总线具有很高的数据传输速率，所以被广泛应用于需要高速信息传输的场合，如中央处理器和高速缓存、中央处理器和高速图形卡等。PCI是一种本地总线。PCILocalBusSpecification2.3，1.微机总线概述，公共总线ISA总线MCA总线EISA总线VESA(VL)局部总线PCI局部总线，1.微机总线概述。ISA总线ISA(工业标准体系结构)总线是IBM公司于20世纪80年代为IBM-PC/AT机设计的，也称为AT总线，用于AT机主板与各种接口电路板之间的连接。ISA总线是一条16位数据线和一条24位地址线，工作频率为8MHz，数据传输速率为8 MB/s。微机总线概述微通道架构总线是IBM为其PS2系统(使用各种英特尔处理器芯片的个人计算机系统)专门开发的一种总线结构。总线的总线宽度为32位，最高总线频率为10兆赫兹。微型计算机总线概述EISA总线EISA(扩展工业标准体系结构)为32位中央处理器(386、486、586等)设计的ISA总线扩展工业标准。)。EISA总线包含了ISA总线的所有功能，并将总线宽度从16位扩展到32位，这是ISA总线的扩展。微机总线VESA局部总线VESA(视频电子标准协会)总线是由VESA组织(由IBM、康柏等发起)设计的开放式总线。1992年有120多家公司参与),根据当地的公共汽车标准，简称VL公共汽车。VESA总线的总线宽度为32位，最大总线频率为66MHz。微机总线概述AGP总线AGP(AcceleratedGraphicsPort)是一种高速图形接口，专门用于连接主板上的控制芯片和AGP显示适配卡。这是一种旨在提高视频带宽的总线规范。微机总线通用串行总线是一种简单实用的计算机外部设备接口标准。微机总线PCI局部总线PCI总线是一种高速外设接口局部总线，具有高性能的32位/64位地址数据复用。微机总线PCI-X总线概述为了解决英特尔架构服务器中PCI总线的瓶颈问题，康柏、IBM和惠普决定将扩展后的PCI芯片组的时钟速率和数据传输速率分别提高到133MHz和1GB/S。这种新的总线被称为PCI-X，它使用点对点PCI技术和英特尔的快速芯片作为智能输入输出电路的协处理器来构建系统。微机总线简介，各种总线性能的比较，PCI总线的定义和发展历史，PCI是指外围部件的互连。PCI局部总线是由英特尔公司提出的。1991年，英特尔与10多家公司(如国际商用机器公司、康柏公司、东方科技公司、惠普公司、日本电气公司等)合作。1992年6月22日定义了PCI局部总线并引入了PCI局部总线1.0版技术规范。PCI总线的定义和发展历史PCI局部总线协议规范PCI局部总线是一种具有多条地址线和数据线的高性能32/64位总线。它被用作高度集成的外围控制设备、外围插件板和处理器/存储器之间的互连机制。目前使用的PCI局部总线规范版本2.3包括PCI局部总线组件和扩展板的协议、电气、机械和配置规范，并规定了PCI硬件环境。PCI总线的定义和发展历史，微机的基本总线结构操作PIO，2，PCI总线的定义和发展历史，微机的基本总线结构操作DMA，3，PCI总线的特点，PCI总线的多总线主控方式PCI总线上可能有多个具有总线控制能力的主控设备。当具有总线控制接管能力的外围设备有临时接管总线的任务时，它可以从PCI总线申请总线并在响应后接管总线，以加速具有高吞吐量和高优先级的任务的执行。独立于处理器的PCI总线通过CPU本地总线和PCI总线之间的桥形成了独特的中间缓冲设计模式。它将中央处理子系统与外围设备分开，使PCI总线具有独立于处理器的结构特征。用户可以随意添加外围设备来扩展计算机系统，而不用担心不同频率下系统性能的下降。PCI总线数据传输是一种数据传输模式，包括一个地址段和两个或多个数据段。突发传输模式可以保证总线始终充满数据，并使PCI总线达到其峰值速度。同步总线操作PCI总线是一种同步总线。除了一些信号，如中断，总线上的所有信号都与总线时钟的上升沿同步。PCI总线的时钟范围可以很宽，由主板决定，一般为33兆赫兹。为了使总线适应各种速度接口设备的要求，总线可以以各种方式申请等待期，使PCI总线在接口设计和应用上更加灵活。PCI总线的特点PCI总线适用于各种型号的PCI总线，不仅为标准的台式计算机提供了合理的局部总线设计，也适用于便携式计算机和服务器。自动配置PCI总线标准为PCI接口提供了一套完整的自动配置功能，支持PCI接口所需的各种硬件资源，如中断、内存、FO地址等。通过即插即用的基本输入输出系统在系统启动时自动配置，实现计算机资源的优化使用和合理配置，从而使PCI接口实现真正的即插即用，使接口设计和应用更加简单易行。PCI总线特征，PCI总线特征编码总线命令不同于ISA总线，PCI总线没有特殊的读写控制线，总线操作状态，即总线命令，由4条信号线表示，最多可代表16种操作。地址和数据总线复用PCI总线上的地址总线和数据总线是分时复用的。地址在每个总线操作的第一个周期传输，随后是数据传输。通过这种方式，在总线规模最小的前提下，实现了最高性价比的目标。PCI总线特性PCI总线特性概述(1)它独立于处理器。为PCI局部总线设计的设备是为PCI设计的，而不是为处理器设计的，因此设备的设计与处理器的升级无关。(2)每个PCI局部总线支持大约80个PCI功能，一个典型的PCI支持大约10个电气负载，每个设备是总线的一个负载。因此，每个设备可以包括8个PCI功能。(3)低功耗。PCI规范的主要设计目标是用尽可能小的电流实现系统设计。(4)突发传输可以在读写传输中实现。32位33兆赫兹PCI局部总线在读写传输中能支持132兆字节/秒的峰值传输速率，在64位33兆赫兹PCI传输中能支持264兆字节/秒，在64位66兆赫兹PCI局部总线中能支持528兆字节/秒。(5)支持多达256条PCI本地总线。技术规范为256个PCI局部总线提供支持。(6)总线速度规格版本：2.0支持的PCI局部总线速度达到33MHz，版本2.1以上增加了对66MHz总线操作的支持。(7)64位总线扩展支持。(8)存取时间快。当驻留在PCI本地总线上的主设备写入PCI目标时，在33MHz总线速度下，访问时间仅为60ns。(9)并行总线操作。该桥支持全总线并行操作，并与处理器总线、PCI局部总线和扩展总线同步使用。(10)总线主控器支持：完全支持PCI本地总线主控器，允许在同一级别访问PCI本地总线，并通过PCI-PCI桥和扩展总线桥访问主存储器和扩展总线设备。(11)当另一个总线主控器在PCI局部总线上执行传输时，可能发生隐式总线仲裁。(12)引脚数量少。一个正常工作的PCI从设备只需要47个引脚，而一个主设备只需要49个引脚。(13)事务完整性检查：对地址、命令和数据周期执行奇偶校验。(14)第3类地址空间，即内存、输入/输出和配置空间。(15)自动配置。(16)插入卡片。该规范包括PCI连接器和插入卡的定义。PCI总线的定义，PCI总线的定义，PCI总线的定义，术语解释主设备(主设备)对发起方有总线控制权，主传输从设备(目标设备)，也被称为由主设备选择用于通信的目标设备，PCI总线的定义，地址和数据信号ad 31: 0:地址/数据复用的输入/输出信号。当FRAME#有效时，它是地址周期。当IRDY#和TRDY#都有效时，就是数据周期。帧#有效的第一个时钟周期是地址周期，31: 0行包含一个32位物理地址。对于输入/输出操作，它是一个字节地址；对于内存或配置操作，它是一个两个字的地址。在数据周期中，7: 0是最低字节，31: 24是最高字节。在数据传输期间，IRDY#和TRDY#应该同时有效。3: 0):总线命令和字节使能多路复用信号。在寻址期间，总线命令被传输。字节使能信号在数据周期内传输。4，PCI总线定义，PAR:偶数奇偶校验信号parityseventparityacrossad31336033600ANDC/33:33600#。paritygenerationsequeedbyalpciarients，4、PCI总线定义，接口控制信号帧号：帧周期信号。由当前主设备驱动，它指示当前主设备事务的开始和持续时间。主设备准备好信号。由当前主设备(事务的发起者)驱动，信号的有效性指示发起传输的设备可以完成事务的当前数据周期。目标设备准备信号。在当前寻址目标的驱动下，信号有效地指示目标设备准备好完成当前数据传输。PCI总线定义，停止#:停止数据传输信号。当信号有效时，表示目标设备要求主设备终止当前数据传输。锁定#:锁定信号。当信号有效时，表示网桥上的原始操作可能需要多次传输才能完成。设备选择信号。当信号有效时，驱动它的设备成为当前事务的目标设备。4、PCI总线定义，错误报告信号PERR#:数据奇偶错误报告信号。除特殊周期外，在所有的PCI事务中只报告数据奇偶校验错误。所有在数据总线上驱动地址和数据信息的PCI设备都必须产生数据奇偶校验错误。SERR#:系统错误报告信号。它报告地址奇偶校验、特殊周期性命令的数据奇偶校验错误以及其他可能导致灾难性后果的系统错误。PCI总线的定义，仲裁信号(仅限主机)REQ#:总线占用请求信号。一旦信号有效地表明驱动它的器件需要仲裁器使用总线，它就是点对点信号线。GNT#:公交车占用许可信号。它也是一条点对点信号线，用于向申请占用总线的设备指示其请求已被批准。PCI总线定义，系统信号CLK:所有PCI输入信号的时钟信号时钟。其频率范围为0 33兆赫或0 66兆赫。这个频率称为PCI工作频率。对于PCI信号，除了RST#、INTA#、INTB#、INTC#、INTD#之外，其余信号在CLK的上升沿采样。RST#:复位信号。用于恢复特定于PCI的特征寄存器、配置寄存器等。到预定的初始状态。重置后如何更改不属于PCI规范。复位时，所有的PCI输出通常被驱动到第三状态。REQ#和GNT#必须同时被驱动到第三状态，并且在复位期间不能为高或低。4、PCI总线定义，中断信号PCI局部总线共有四条中断线路，分别是INTA#、INTB#、INTC#、INTD#，其作用是请求中断。然而，INTB#、INTC#和INTD#只能在多功能PCI卡申请中断时使用。中断功能是可选设置、电平触发、开漏。4、PCI总线定义，附加信号1: 2 #:卡存在信号。由插件板提供的信号，用于指示在PCI插件卡上是否有插件板，如果有，则为其提供电流。CLKRUN#:时钟操作信号。可选信号用作设备的输入信号，以确定CLK的状态。4、PCI总线定义、64位总线扩展信号AD 64: 32:扩展32位地址和数据复用线。在寻址期间，如果使用了数模转换器命令，并且REQ64#有效，则这32行包含64位地址的高32位，否则为保留信号；在数据周期中，当REQ64