pci to pci桥及其应用设计

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1、计算机应用PCI-to-PCI桥及其应用设计中国科学技术大学近代物理系(合肥230027)宋克柱张凌云杨小军王砚方摘要从电气负载和系统性能考虑,一条PCI总线不能驱动过多的PCI设备。PCI系统扩展必须使用PCI桥设备。文章介绍了PC-Ito-PCI桥的概念、原理、结构及PCI总线扩展方法,简要介绍了PCI-to-PCI透明桥Intel21154的特点及应用设计注意事项。关键词PCI-to-PCI桥PCI总线CompactPCI总线总线扩展1概述规范中的电气负载限制是基于每条总线,而不是基于系统。当然,

2、主系统内的电源必须能够向驻留在PCI、CompactPCI总线系统是近几年来应用发新总线上的附加设备提供足够的电源。系统设计者 展最为迅速的总线,它的市场份额即将超过无源背也可以安装多个P2P桥。 板总线VME总线而位居首位。这主要得益于PCI2.1系统举例图1所示为P2P桥的典型应用。P2P桥1的一 总线的高带宽、高性能、即插即用等诸多优点,尤其次侧接口连接在PCI总线0,P2P桥1的二次侧接 是CompactPCI总线还支持热插拔。PCI总线在口连接在PCI总线1。P2P桥2的一次侧接口连接 33M

3、Hz时钟、32位数据宽度的条件下达到峰值在PCI总线1,P2P桥2的二次侧接口连接在PCI 132Mbyte/s的带宽,在66MHz时钟、66位数据宽度总线2。桥后面(二次侧)的总线编号总是等于桥的 的条件下达到峰值528Mbyte/s的带宽。在进行复编号,系统主桥的编号为0。杂系统设计时,尤其是在进行嵌入式系统设计中,经常要进行系统扩展设计。PCI总线扩展,必须使用PCI桥设备。2原理和结构在一条PCI总线上如果连接过多的电气负载或设备,总线将不能正常工作,而且驻留在同一条PCI总线上的主设备过多会降

4、低系统性能。因为PCI总线是共享总线,一个主设备(master)在进行数据传输时其他主设备必须等待,过多的主设备申请使用总线必然会降低主设备的传输性能。通过在系统内另外增加一条或多条PCI总线,并重新分布设备,这些问题可以得到解决。如何在系统内扩展另一条PCI总线,唯一的方图1P2P桥的典型应用示例法是使用PCI-to-PCI(俗写P2P)桥进行系统扩展。2.2分类P2P桥是用来连接两条PCI总线。P2P桥设备既可根据PCI桥的工作原理的不同,可以把P2P桥嵌入在PCI总线上,也可以安装在PCI扩展连接

5、器分为透明桥和非透明桥两种。的一个插卡上。P2P桥提供了一条PCI总线至另一透明桥(transparent):通常用于总线扩展。桥条PCI总线之间的桥接,但它在其主PCI总线上只的二次侧的所有设备对一次侧的主系统是透明的。相当于一个电气负载。这样,新的PCI总线就可以二次侧的所有设备只能由一次侧的主系统对其进行支持一定数量的额外设备或PCI扩展连接器。PCI配置和控制。一次侧和二次侧的时钟必须同步,允5电子技术62002年第3期中国传感器http://www.sensor.com.cn(133)5许有固

6、定的相位差。一次侧和二次侧的地址完全透标,以及充当目标总线的新交易的主设备。对于交明,在一次侧和二次侧之间的地址传递是直通模式,易的master和target来说,驻留于交易的起始总线没有地址翻译。和目标总线之间的P2P桥是不可见的。非透明桥(non-transparent):通常用于嵌入式智(2)桥监视第二总线上的SERR#(systemer-能I/O板卡。它连接两个独立的处理器域,二次侧ror),如果采样有效,则将其传送至第一总线的的资源和地址对一次侧的主系统是不可见的。允许SERR#。二次侧的本地

7、处理器独立地配置和控制其子系统。(3)桥监视第一总线上的RST#,如果采样有一次侧和二次侧的时钟完全独立。一次侧和二次侧效,则将其传送到第二总线上的RST#。的地址完全独立,在一次侧和二次侧之间可以进行2.5地址译码地址翻译。在P2P桥的标准配置寄存器里有一组基地址2.3结构(base)和地址上限(limit)寄存器,它们分别确定了P2P桥允许在桥的一侧的master与在桥的另I/O地址范围(可选的)、Memory映射的I/O地址一侧的目标设备(target)之间传输数据。P2P桥的范围(必须的)、预提

8、取Memory地址范围(可选的)。结构如图2所示,由以下几个模块组成:配置寄存base寄存器和limit寄存器确定了桥将交易从一侧器、一次侧master接口、二次侧target接口、一次侧传到另一侧的地址范围。在第一总线上,若交易的target接口、二次侧master接口、上行数据缓冲区地址在上述地址范围内,桥必须将其从一次侧下传(可选的)、下行数据缓冲区(可选的)。到二次侧。在第二总线上,若交易的地址不在上述地址范围内,桥必须将其从二次侧