PCI总线原理

PCI总线原理

PCI总线的特点：
数据总线32位，可扩充到64位。
可进行突发（burst)式传输。
总线操作与处理器-存储器子系统操作并行。
总线时钟频率33MHZ或66MHZ，最高传输率可达528MB/S。
中央集中式总线仲裁
全自动配置、资源分配、PCI卡内有设备信息寄存器组为系统提供卡的信息，可实现即插即用（PNP）。
PCI总线规范独立于微处理器，通用性好。
PCI设备可以完全作为主控设备控制总线。
PCI总线引线：高密度接插件，分基本插座（32位）及扩充插座（64位）。
PCI总线引线示意图

PCI配置空间：PCI设备内有一个256B的配置存储器，为系统提供本设备的信息及申请系统存储空间所必需的参数。
PCI主要设备信息：
制造商标识（Vendor ID）：PCI组织分配给厂家。
设备标识（Device ID）：按产品分类给本卡的编号。
分类码(Class Code):本卡功能的分类码，如图卡、显示卡、解压卡等。
申请存储器空间：PCI卡内有存储器、以存储器编址的寄存器和I/O空间，为使驱动程序和应用程序能访问它们，需申请一段存储区域将它们定位。配置空间的基地址寄存器是专门用于申请存储器空间的。
PCI配置空间：
申请I/O空间：配置空间的基地址寄存器也用来进行系统I/O空间的申请。
中断资源申请：配置空间中的中断引脚和中断线用来向系统申请中断资源。
PCI配置空间分配

PCI总线访问：以读操作为例。
  PCI总线是半同步方式操作，信号是否有效由时钟CLK的上升边采样来确定。
主设备启动总线周期：首先发出FRAME#信号，表明一次访问（总线周期）开始，地址及操作命令字信号出现在AD与C/BE#线上。
从设备响应：对地址和命令字译码后通过发出DEVSEL#有效信号进行响应，通知主设备，从设备已经被选中。
数据读取：主设备与从设备都准备好即IRDY#及TRDY#均有效，主设备将数据取走。
PCI总线访问：
多数据传送周期：PCI支持突发访问方式。
主模块占用一次总线可实现多个周期的数据访问。
第一数据地址由地址周期给出。
以后地址在此基础上按AD1、AD0的编码规定变化，如AD1、AD0为 00 时地址线性增加（每次加4）。
错误校验及报告：
PCI总线对AD线的有效信息都进行奇偶校验操作。PAR为校验位，发送方为AD与C/BE#线（共36位）配好校验值。
接收方在地址周期用SERR#报告校验结果，用PERR#报告数据周期校验结果。
配置空间访问：
   配置空间的访问决定于命令字编码，在IDSEL线上发出有效信号，地址线低8位用于访问配置空间的256字节存储器。
总线仲裁：
   PCI总线主设备通过REQ#与GNT#信号向总线仲裁器申请占用总线并得到确认。

单一读写操作

突发读写操作