PCI总线规范定义了一系列与Cache相关的总线事务,以提高PCI设备与主存储器进行数据交换的效率,即DMA读写的效率.当PCI设备使用DMA方式向存储器进行读写操作时,一定需要经过HOST主桥,而HOST主桥通过FSB总线[1]向存储器控制器进行读写操作时,需要进行Cache共享一致性操作. PCI设备与主存储器进行的Cache共享一致性增加了HOST主桥的设计复杂度.在高性能处理器中Cache状态机的转换模型十分复杂.而HOST主桥是FSB上的一个设备,需要按照FSB规定的协议处理这个Cac…

总线的基本任务是实现数据传送,将一组数据从一个设备传送到另一个设备,当然总线也可以将一个设备的数据广播到多个设备.在处理器系统中,这些数据传送都要依赖一定的规则,PCI总线并不例外. PCI总线使用单端并行数据线,采用地址译码方式进行数据传递,而采用ID译码方式进行配置信息的传递.其中地址译码方式使用地址信号,而ID译码方式使用PCI设备的ID号,包括Bus Number.Device Number.Function Number和Register Number.下文将以图1?1中的处理器系统为…

PCI总线是一条共享总线,在一条PCI总线上可以挂接多个PCI设备.这些PCI设备通过一系列信号与PCI总线相连,这些信号由地址/数据信号.控制信号.仲裁信号.中断信号等多种信号组成. PCI总线是一个同步总线,每一个设备都具有一个CLK信号,其发送设备与接收设备使用这个CLK信号进行同步数据传递.PCI总线可以使用33MHz或者66MHz的时钟频率,而PCI-X总线可以使用133MHz.266MHz或者533MHz的时钟频率. 除了RST#.INTA~D#.PME#和CLKRUN#等信号之外,…

HOST主桥的实现因处理器系统而异.PowerPC处理器和x86处理器的HOST主桥除了集成方式不同之外,其实现机制也有较大差异.但是这些HOST主桥所完成的最基本功能依然是分离存储器域与PCI总线域,完成PCI总线域到存储器域,存储器域到PCI总线域之间的数据传递,并管理PCI设备的配置空间. 上文曾经多次提到在一个处理器系统中,存在PCI总线域与存储器域,深入理解这两个域的区别是理解HOST主桥的关键所在.在一个处理器系统中,存储器域.PCI总线域与HOST主桥的关系如图2?1所示. 上图所…

一.PCI桥与PCI设备的配置空间 PCI设备都有独立的配置空间,HOST主桥通过配置读写总线事务访问这段空间.PCI总线规定了三种类型的PCI配置空间,分别是PCI Agent设备使用的配置空间,PCI桥使用的配置空间和Cardbus桥片使用的配置空间. 本节重点介绍PCI Agent和PCI桥使用的配置空间,而并不介绍Cardbus桥片使用的配置空间.值得注意的是,在PCI设备配置空间中出现的地址都是PCI总线地址,属于PCI总线域地址空间. 1. PCI桥 PCI桥的引入使PCI总线极具扩…

在PCI体系结构中,含有两类桥片,一个是HOST主桥,另一个是PCI桥.在每一个PCI设备中(包括PCI桥)都含有一个配置空间.这个配置空间由HOST主桥管理,而PCI桥可以转发来自HOST主桥的配置访问.在PCI总线中,PCI Agent设备使用的配置空间与PCI桥使用的配置空间有些差别,但这些配置空间都是由处理器通过HOST主桥管理. 一.存储器域与PCI总线域 HOST主桥的实现因处理器系统而异.PowerPC处理器和x86处理器的HOST主桥除了集成方式不同之外,其实现机制也有较大差异.…

PCI总线定义了两类配置请求,一个是Type 00h配置请求,另一个是Type 01h配置请求.PCI总线使用这些配置请求访问PCI总线树上的设备配置空间,包括PCI桥和PCI Agent设备的配置空间. 其中HOST主桥或者PCI桥使用Type 00h配置请求,访问与HOST主桥或者PCI桥直接相连的PCI Agent设备或者PCI桥[1]:而HOST主桥或者PCI桥使用Type 01h配置请求,需要至少穿越一个PCI桥,访问没有与其直接相连的PCI Agent设备或者PCI桥.如图2?8所示…

如上文所述,PCI总线作为处理器系统的局部总线,是处理器系统的一个组成部件,讲述PCI总线的组成结构不能离开处理器系统这个大环境.在一个处理器系统中,与PCI总线相关的模块如图1?1所示. 如图1?1所示在一个处理器系统中,与PCI总线相关的模块包括,HOST主桥.PCI总线.PCI桥和PCI设备.PCI总线由HOST主桥和PCI桥推出,HOST主桥与主存储器控制器在同一级总线上,PCI设备可以方便地通过HOST主桥访问主存储器,即进行DMA操作. 值得注意的是,PCI设备的DMA操作需要与处理…

PCI总线作为处理器系统的局部总线,主要目的是为了连接外部设备,而不是作为处理器的系统总线连接Cache和主存储器.但是PCI总线.系统总线和处理器体系结构之间依然存在着紧密的联系. PCI总线作为系统总线的延伸,其设计考虑了许多与处理器相关的内容,如处理器的Cache共享一致性和数据完整性,以及如何与处理器进行数据交换等一系列内容.其中Cache共享一致性和数据完整性是现代处理器局部总线的设计的重点和难点,也是本书将重点讲述的主题之一. 独立地研究PCI总线并不可取,因为PCI总线仅是处理器系…

PCI Agent设备之间,以及HOST处理器和PCI Agent设备之间可以使用存储器读写和I/O读写等总线事务进行数据传送.在大多数情况下,PCI桥不直接与PCI设备或者HOST主桥进行数据交换,PCI桥仅转发来自PCI Agent设备或者HOST主桥的数据. PCI Agent设备间的数据交换,并不是本章讨论的重点.本章更侧重讲述PCI Agent设备使用DMA机制读写主存储器的数据,以及HOST处理器如何访问PCI设备的BAR空间.本章还使用了一定的篇幅讨论在PCI总线中与Cache相关…