PCI总线概述

PCI设备具备独立的地址空间

• 即PCI总线地址空间

• 该空间与memory 地址空间通过HOST主桥隔离

  • HOST主桥的一个重要作用就是将处理器访 问的memory地址转换为PCI总线地址

• 在HOST主桥中含有许多缓冲，这些缓冲使得处理器总线与PCI总线工作在各自的时钟频率中，彼此互不干扰

• HOST主桥是联系PCI总线与处理器的核心部件，掌握HOST主桥的实现机制是深入理解PCI体系结构的前提。

可扩展性

• 

• 在PCI总线中，HOST主桥可以直接推出一条PCI总线

• 该总线还可以通过PCI桥扩展出一系列PCI总线，并以HOST主桥为根节点，形成1颗PCI总线树

  • 最多只能挂接256个PCI设备(包括PCI桥)

• PCI设备通信

  • 在同一条PCI总线上的设备间可以直接通信

  • 隶属于同一颗PCI总线树上的PCI设备，也可以直接通信

• PCI 桥

  • 在“以HOST主桥为根节点”的PCI总线树中，每一个PCI桥下也可以连接一个PCI总线子树

  • PCI桥下的PCI总线仍然可以使用PCI 桥继续进行总线扩展。

  • PCI桥的配置空间含有一系列管理PCI总线子树 的配置寄存器。

    • 上游总线(Primary Bus)

    • 下游总线(Secondary Bus)

动态配置机制

• PCI 设备使用的地址可以根据需要由系统软件动态分配

  • 每一个PCI设备都有独立的配置空间，在配置空间中含有该设备在PCI总线中使用的基地址

  • 系统软件可以动态配置这个基地址，从而保证每一个 PCI 设备使用的物理地址并不相同。

  • PCI桥的配置空间中含有其下PCI子树所能使用的地址范围

• PCI 总线使用这种方式合理地解决了设备间的地址冲突，从而实现了“即插即用”功能

总线带宽

• PCI 总线与之前的局部总线相比，极大提高了数据传送带宽

共享总线机制

• PCI 设备通过仲裁获得PCI总线的使用权后，才能进行数据传送

• 在PCI总线上进行数据传送，并不需要处理器进行干预。

• PCI 设备使用共享总线方式进行数据传递，在同一条总线上，所有PCI设备共享同一总线带宽，这将极大地影响PCI总线的利用率。这种机制显然不如PCIe总线采用的交换结构

中断机制

• INTA~D

  • PCI 总线上的设备可以通过四根中断请求信号 INTA~D#向处理器提交中断请求

  • PCI总线上的设备可以共享这些中断请求信号

  • 不同的PCI设备可以将这些中断请求信号“线与”后，与中断控制器的中断请求引脚连接。

  • PCI设备的配置空间记录了该设备使用这四根中断请求信号的信息。

• MSI(Message Signal Interrupt)

  • 该机制使用Memory write总线事务传递中断请求