База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

PCI (Peripheral Component Interconnect bus) - шина для подсоединения периферийных устройств. Стала массово применяться для Pentium-систем, но используется и с 486 процессорами. Частота шины от 20 до 33 МГц, теоретически максимальная скорость 132/264 Мбайт/с для 32/64 бит. В современных материнских платах частота на шине PCI задается как 1/2 входной частоты процессора, т.е при частоте 66 MHz на PCI будет 33 MHz, при 75 MHz - 37.5 MHz.

Имеет версии с питанием 5V, 3.3V и универсальную (с переключением линий +VI/O c 5V на 3,3V). Ключами являются пропущенные ряды контактов 12, 13 и 50, 51. Для слота с питанием 5V ключ расположен на месте контактов 50, 51, для 3,3 В - 12, 13, а для универсального - два ключа: 12, 13 и 50,51. 32-битный слот заканчивается контактами А62/В62, 64-битный - А94/В94.

Слот PCI самодостаточен для подключения любого контроллера на системной плате может сосуществовать с любой из других шин ввода-вывода.

Шина PCI - первая шина в архитектуре IBM PC, которая не привязана к этой архитектуре. Она является процессорно-независимой и применяется, например, в компьютерах Macintosh.

В отличие от остальных шин, компоненты расположены на левой поверхности плат PCI-адаптеров. По этой причине крайний PCI-слот обычно разделяет использование посадочного места с соседним ISA-слотом (Shared slot).

Процессор через так называемые мосты (PCI Bridge) может быть подключен к нескольким каналам PCI, обеспечивая возможность одновременной передачи данных между независимыми каналами PCI.

Автоконфигурирование устройств (выбор запросов прерывания, каналов DMA) поддерживается средствами BIOS материнской платы по образу и подобию стандарта Plug & Play.

Стандарт PCI определяет для каждого слота конфигурационное пространство размером до 256 восьмибитных регистров, не приписанных ни к пространству памяти, ни к пространству ввода-вывода. Доступ к ним осуществляется по специальным циклам шины Configuration Read и Configuration Write, вырабатываемым контроллером при обращении процессора к регистрам контроллера шины PCI, расположенным в его пространстве ввода-вывода.

На PCI определены два основных вида устройств - инициатор (по ГОСТ - задатчик), т.е. устройство, получившее от арбитра шины разрешение на захват ее и устройство назначения, цель (target) с которым инициатор выполняет цикл обмена данными.

Поддержка "горячей" замены PCI устройств, называемой в стандарте как PCI Hot-Plug. Ввод этой функции позволит добавлять/изымать PCI платы без выключения компьютера. Такая возможность особенно необходима для серверных платформ

Система управления энергопотреблением для устройств на шине PCI. Позволяет управлять энергопотреблением как для внешних PCI плат так и для встроенных на материнской плате устройств. Механизм управления подстроен под стандарт ACPI для облегчения управления энергопотреблением PCI устройств со стороны операционной системы.

Дополнены и переработаны требования к конструктивной реализации PCI плат.

Сигналы шины PCI

Знак - (минус) перед названием сигнала означает, что активный уровень этого сигнала логический ноль, обозначение {XX:0} означает группу сигналов с номерами от 0 до XX.

AD{31:0} - мультиплексированная шина адреса/данных. Адрес передается по сигналу - FRAME, в последующих тактах передаются данные.

-C/ BE{3:0} - команда/разрешение обращения к байтам. Команда, определяющая тип очередного цикла шины (чтение-запись памяти, ввода/вывода или чтение/запись конфигурации, подтверждение прерывания и другие) задается четырехбитным кодом в фазе адреса по сигналу - FRAME.

-FRAME - индикатор фазы адреса (иначе - передача данных).

-DEVSEL - выбор инициатором устройства назначения.

-IRDY - готовность инициатора к обмену данными.

-TRDY - готовность устройства назначения к обмену данными.

-STOP - запрос устройства назначения к инициатору на останов текущей транзакции.

-LOCK - используется для установки, обслуживания и освобождения захвата ресурса на PCI.

-REQ {3:0} - запрос от PCI-устройства на захват шины (для слотов 3:0).

-GNT {3 0} - разрешение мастеру на использование шины.

PAR - общий бит четности для линий AD{31:0} и C/BE{3:0}.

-ParityER - сигнал об ошибке по четности (от устройства, ее обнаружившего).

-RST - сброс всех устройств.

IDSEL - выбор устройства назначения в циклах считывания и записи конфигурации.

-SERR - системная ошибка, активизируется любым устройством PCI и вызывает емаскируемое прерывание процессора (NMI).

-REQ64 - запрос на 64-битный обмен.

-ASK64 - подтверждение 64-битного обмена.

-INTR A,B,C,D - линии запросов прерывания, направляются на доступные линии IRQ BIOS компьютера. Запрос по низкому уровню допускает разделяемое использование линий прерывания.

Clock - сигнал синхронизации на тактовой частоте шины.

Test Clock, -TSTRES, TestDO, TestDI - сигналы для тестирования адаптеров по интерфейсу JTAG (на системной плате обычно не задействованы).

TSTMSLCT - перевод в режим тестирования.

Разъем шины PCI

Ряд В	Номер	Ряд А	Ряд В	Номер	Ряд А
-12 В	1	-TSTRES	-C / BE 3	26	IDSEL
Test Clock	2	+12 B	AD 23	27	+3,3 B
GND	3	TSTMSLCT	GND	28	AD 22
Test DO	4	Test DO	AD 21	29	AD 20
+5 B	5	+5 B	AD 19	30	GND
+5 B	6	-INTR A	+3,3 B	31	AD 18
-INTR B	7	-INTR C	AD 17	32	AD 16
-INTR D	8	+5 B	-C / BE 2	33	+3,3 B
-PRSNT 1	9	Reserved	GND	34	-FRAME
Reserved	10	+VI / O	-IRDY	35	GND
-PRSNT 2	11	Reserved	+3,3 B	36	-TRDY
GND / Ключ	12	GND /Ключ	-DEVSEL	37	GND
GND / Ключ	13	GND /Ключ	GND	38	-STOP
Reserved	14	Reserved	-Lock	39	+3,3 B
GND	15	-RST	ParityER	40	SDONE
Clock	16	+VI / O	+3,3 B	41	-SBOFF
GND	17	-GNT	SysERR	42	GND
-REQ	18	GND	+3,3 B	43	PAR
+V I/O	19	Reserved	-C / BE 1	44	AD 15
AD 31	20	AD 30	AD 14	45	+3,3 B
AD 29	21	+3,3 B	GND	46	AD 13
GND	22	AD 28	AD 12	47	AD 11
AD 27	23	AD 26	AD 10	48	GND
AD 25	24	GND	GND	49	AD 9
+3,3 B	25	AD 24	GND / Ключ	50**	GND / Ключ
GND /Ключ	51****	GND / Ключ	GND	73	AD 56
AD 8	52	-C / BE 0	AD 55	74	AD 54
AD 7	53	+3,3 B	AD 53	75	+VI / O
+3,3 B	54	AD 6	GND	76	AD 52
AD 5	55	AD 4	AD 51	77	AD 50
AD 3	56	GND	AD 49	78	GND
GND	57	AD 2	+VI / O	79	AD 48
AD 1	58	AD 0	AD 47	80	AD 46
+ VI / O	59	+VI / O	AD 45	81	GND
-ACK 64	60	-REQ64	GND	82	AD 44
+5 B	61	+5B	AD 43	83	AD 42
+5 B	62	+5B	AD 41	84	+VI / O
Конец 32-битного разъема			GND	85	AD 40
			AD 39	86	AD 38
Reserved	63	GND	AD 37	87	GND
GND	64	-C / BE 7	+VI / O	88	AD 36
-C / BE	65	- C / BE 5	AD 35	89	AD 34
-C / BE	66	+ VI / O	AD 33	90	GND
GND	67	PAR 64	GND	91	AD 32
AD 63	68	AD 62	Reserved	92	Reserved
AD 61	69	GND	Reserved	93	GND
+VI / O	70	AD 60	GND	94	Reserved
AD 59	71	AD 58	Конец 64-битного разъема
AD 57	72	GND

*12, 13 - ключ для 3,3V

**50,51 - ключ для 5V

Циклы шины

По сигналам C/BE (от C/BE3 до C/BE0) во время фазы передачи адреса определяется тип цикла передачи данных.

C/BE	Команда
0000	Interrupt Acknowledge (подтверждение прерывания)
0001	Special Cycle (специальный цикл)
0010	I/O Read (чтение порта)
0011	I/O Write (запись в порт)
0100	Reserved (резервировано)
0101	Reserved (резервировано)
0110	Memory Read (чтение памяти)
0111	Memory Write (запись в память)
1000	Reserved (резервировано)
1001	Reserved (резервировано)
1010	Configuration Read (чтение конфигурации)
1011	Configuration Write (запись конфигурации)
1100	Multiple Memory Read (множественное чтение памяти)
1101	Dual Address Cycle (двойной цикл адреса)
1110	Memory-Read Line (чтение памяти)
1111	Memory Write and Invalidate (запись в память и проверка)

Подтверждение прерывания (0000)

Контроллер прерываний автоматически распознает сигнал INTA и реагирует на него передачей вектора прерывания по шине AD.

Специальный цикл (0001)

AD15-AD0	Описание
0x0000	Processor Shutdown (процессор прекращает работу)
0x0001	Processor Halt (останов процессора)
0x0002	x86 Specific Code (специальный код для машин на архитектуре Intel x86)
0x0003 to 0xFFFF	Reserved (зарезервировано)

Чтение порта (0010) и запись в порт (0011)

Порты ввода/вывода на шине PCI могут быть 8 или 16-ти разрядными, хотя собственно стандарт на шину PCI позволяет иметь 32-х разрядное адресное пространство. Это вызвано тем, что на компьютерах с архитектурой Intel x86, адрес порта может иметь не более 16 разрядов. Пока и 16-ти разрядный адрес порта не может быть использован, так как карты на шине ISA

могут декодировать только 10 разрядов.

Адресное пространство конфигурации доступно по адресам портов 0x0CF8 (Адрес) и 0x0CFC (Данные), причем адрес должен быть записан первым.

Чтение памяти (0110) и запись в память (0111)

По шинам AD передается адрес двойным словом (четыре байта). Сигналы AD0 и AD1 декодировать не требуется. Истинность данных определяется сигналами C/BE.

Чтение конфигурации (1010) и запись конфигурационных данных (1011)

Эти операции выполняются для конфигурационного пространства PCI карты. Размер области конфигурации составляет 256 байт, причем читать/записывать в нее можно только в 32-х разрядной сетке, т.е. двойными словами. Поэтому AD0 и AD1 должны быть установлены в 0, AD2-7 содержать адрес двойного слова, AD8-10 используются для выбора адресуемого устройства, а оставшиеся шины адреса игнорируются.

Двойной цикл адреса (1101)

Двойной цикл адреса необходим в том случае, если необходимо передать 64-х разрядный адрес в версии PCI с 32-х разрядной адресной сетке. В первом цикле передаются четыре младших байта адреса, затем четыре старших байта. Во втором цикле необходимо также передать команду, определяющую тип устройства, чей адрес выставлен (порт ввода/вывода, память и т.д.). Собственно PCI поддерживает 64 разряда адреса для портов ввода/вывода, но в PC на процессорах архитектуры от Intel такое адресное пространство не поддерживается (не позволяет сам процессор).

 

PCI-X

Летом 1999 года консорциум SIG по PCI принял спецификацию принципиально нового варианта шины PCI - PCI-X. Несмотря на превосходные технические параметры, новая шина разрабатывалась под скептическим взглядом Intel, которая активно ведет разработку собственной шины NGIO. До настоящего времени практически все интерфейсы, разрабатываемые Intel (AGP,PCI, USB) принимались компьютерной индустрией Официальный взгляд Intel на PCI-X выглядит так: PCI-X хорошая шина, но жизнь ее будет недолговечной, так как когда мы разработаем и утвердим NGIO, PCI-X уйдет с рынка, проиграв NGIO по переспективности и производительности. Время покажет, кто победит, но очевидно, что только при поддержке PCI-X Intel в своих chipset она может найти широкое распространение.

Активное участие таких крупных компаний как IBM, Compaq, Hewlett-Packard в разработке PCI-X тем не менее дает новой шине существенные шансы на успех, и, кроме этого, в ее пользу говорит принятие спецификации PCI-X в то время как NGIO еще находится в разработке.

Основные отличия PCI-X от PCI:

тактовая частота шины до 133 MHz

возможно использование различных слотов для разных скоростей обмена данными; стандарт предусматривает 1 слот с частотой 133 MHz, 2 слота на 100 MHz, остальные слоты могут использоваться на частоты 33 и 66 MHz.

значительно уменьшено время, выделяемое на операции в PCI-X (все времена в наносекундах).

Параметр	133 MHz PCI-X	100 MHz PCI-X	66 MHz PCI-X	66 MHz обычная PCI	33 MHz обычная PCI
Tval (max)	3.8	3.8	3.8	6	11
Tprop	2.0	4.5	9.5	5	10
Tskew	0.5	0.5	0.5	1	2
Tsu	1.2	1.2	1.2	3	7
Tcyc	7.5	10	15	15	30
Thold	0	0	0	1	2

Основные функциональные отличия сведены в таблицу:

Возможности	PCI	AGP1.0	AGP2.0	PCI-X
Совместимость с PCI	Да	Нет	Нет	Да
Скорость шины 100 Mhz	Нет	Нет	Нет	Да
Скорость шины 133 Mhz	Нет	66 DDR	66 DDR	Да
Скорость шины 266 Mhz	Нет	Нет	66 QDR	Нет
Разрядность шины данных	32/64	32	32	64
Разрядность шины адреса	32/64	32/36/64	32/47/64	64
Максимальная скорость обмена, MBytes/s	533	533	1064	1064
Допустимость нескольких слотов	Да	Нет	Нет	Да
Иерархическая топология	Да	Нет	Нет	Да
Некогерентные транзакции	Нет	Да	Да	Да
Идентификатор устройства и шины (позволяет оптимизировать параметры обмена)	Нет	Нет	Нет	Да

Примечания:

DDR - Double Data Rate - удвоенная скорость обмена данными

QDR - Quad Data Rate - учетверенная скорость обмена данными

Шина Compact PCI (cPCI) разрабатывалась на основе спецификации PCI версии 2.1. От обычной PCI эта шина отличается большим количеством поддерживаемых слотов для одной шины: 8 против 4. Всвязи с этим появились новые 4 пары сигналов запросов и предоставления управления шиной. Шина поддерживает 32-битные и 64-битные обмены (с индивидуальным разрешением байт). При частоте шины 33 МГц максимальная пропускная способность составляет 133 Мб/с для 32 бит и 266 Мб/с для 64 бит (в середине пакетного цикла). Возможна работа и на частоте 66 МГц, при этом производительность удваивается. Шина поддерживает спецификацию PnP - в ней работают все механизмы идентификации и автоконфигурирования, имеющиеся в PCI. Кроме того, в шине возможно применение географической адресации, при которой адрес модуля (на который он отзывается при программном обращении) определяется его положением в каркасе.

Для этого на коннекторе J1 имеются контакты GA0...GA4, коммутацией которых на "землю" для каждого слота может быть задан его двоичный адрес. Географическая адресация позволяет переставлять однотипные модули, не заботясь о конфигурировании их адресов (хорошая альтернатива системе PnP - здесь модуль "встанет" всегда в одни и те же адреса, которые без физического вмешательства ничем не собъются). Конструктивно платы Compact PCI представляют собой еврокарты высотой 3U (100 x 160 мм) с одним коннектором или 6U (233 x 160 мм) с двумя коннекторами. Коннекторы - 7-рядные штырьковые разъемы с шагом 2 мм между контактами, на кросс-плате - вилка, на модулях - розетки. Контакты коннекторов имеют разную длину: более длинные контакты цепей питания при установке модуля соединяются раньше, а при вынимании разъединяются позже, чем сигнальные.

Такое решение закладывает основу для реализации возможности "горячей" замены модулей. Собственно шина использует только один коннектор (J1), причем в 32-битном варианте не полностью - часть контактов выделяются на использование по усмотрению пользователя. 64-битная шина использует коннектор полностью. Одно посадочное место на кросс-плате резервируется под контроллер шины, на который возлагаются функции арбитража и синхронизации. На его коннекторе шиной используется большее число контактов, чем на остальных. У больших плат коннектор J2 отдается на использование по усмотрению пользователя (разработчика), а между коннекторами J1 и J2 может устанавливаться 95-контактный коннектор J3. Конструкция коннекторов позволяет для J2 применять специфические модификации, в которых может, например, присутствовать разделяющий экран и механические ключи. В шине предусматривается наличие независимых источников питания +5 В, +3.3 В и +/-12 В.

PCI (Peripheral Component Interconnect bus) - шина для подсоединения периферийных устройств. Стала массово применяться для Pentium-систем, но используется и с 486 процессорами. Частота шины от 20 до 33 МГц, теоретически максимальная скорость 132/264

 

• 14:21 05 Июля 2016
  Российско-китайский медуниверситет откроет магистерскую программу по TCM
• 01:21 05 Июля 2016
  На форуме МГУ Россия и Китай обсудят научно-образовательное сотрудничество
• 11:00 04 Июля 2016
  Реморенко: "ЕГЭ-туризм" в России сходит на нет
• 10:52 04 Июля 2016
  Летняя российско-австрийская школа откроется в Москве
• 15:31 01 Июля 2016
  В СПбГУ могут воссоздать географический факультет

Заказать уникальную работу