PCI总线协议基础

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1、PCI总线协议基础PCI总线协议基础    PCI基本总线协议传输机制是猝发成组数据传输。一个分组由一个地址相位和一个或多个数据相位组成。    1．PCI总线的传输控制    PCI总线上所有的数据传输基本上都是由以下三条信号线控制的：    FRAME#：由主设备驱动，说明一次数据传输周期的开始和结束。    IRDY#：由主设备驱动，表示主设备已经作好传送数据的准备。    TRDY#：由从设备驱动，表示从设备已经作好传送数据的准备。    当数据有效时，数据源设备需要无条件设置xRDY#，接收方可以在适当的时间发出xRDY

2、#信号。FRAME#信号有效后的第一个时钟前沿是地址相位的开始，此时，开始传送地址信息和总线命令，下一个时钟前沿进入一个或多个数据相位。每当IRDY#和TRDY#同时有效时，所对应的时钟前沿就使数据在主从设备之间传送。在此期间，可由主设备或从设备分别利用IRDY#和TRDY#的无效而插入等待周期。    一旦主设备设置了IRDY#，将不能再改变IRDY#和FRAME#，直到当前的数据相位完成为止，而此期间不管TRDY#的状态是否发生变化。一旦从设备设置了TRDY#，就不能改变DEVSEL#、TRDY#或STOP#，直到当前的数据相

3、位完成为止。也就是说，只要数据传输已经开始，那么在当前数据相位结束之前，不管是主设备还是从设备都不能撤消命令，必须完成数据传输。    最后一次数据传输时(可能紧接地址相位之后)，主设备应撤消FRAME#信号而建立IRDY#，表明主设备已作好了最后一次数据传输的准备。当从设备发出TRDY#信号，表明最后一次数据传输已经完成，接口转入空闲状态，此时FRAME#和IRDY#均被撤消。    对于PCI总线的传输，可总结出以下几条规则：    ①FRAME#和IRDY#决定总线的忙／闲状态。当其中一个有效时，表示总线忙；两个都无效时，总

4、线进入空闲状态。    ②一旦FRAME#被置为无效，在同一传输期间不能重新置为有效。    ③除非设置IRDY#，一般情况下不能设置FRAME#无效(在FRAME#无效后的第一个时钟沿IRDY#必须保持有效)。    ④一旦主设备已使IRDY#有效，在当前数据相位完成前，不能改变IRDY#或FRAME#的状态。    ⑤在完成最后一个数据相位之后的时钟周期主设备必须使IRDY#无效。    2．PCI总线的寻址    PcI总线定义了三种物理地址空间：内存地址空间、I／O地址空间及配置地址空间，前两种为通常意义的地址空间，第三种

5、配置地址空间用以支持PCI的硬件配置。    PCI总线的地址译码是分散的，每个设备都有自己的地址译码逻辑，从而省去了中央译码逻辑。PCl支持对地址的正向译码和负向译码，所谓正向译码，是指总线上每个设备都监视地址总线上的访问地址，判断是否落在自己的地址范围内，译码速度较快。所谓负向译码，是指要接受未被其他设备在正向译码中接受的所有访问，因此，此种译码方式只能由总线上的一个设备来实现(一般是连接标准扩展总线的桥)。由于它要等到总线上其他所有设备都拒绝之后才能动作，所以速度较慢。负向译码对于标准扩展总线上地址空间零散的设备是很有用的。

6、    在I／O地址空间，所有韵32位地址都用来表示一个完整的字节地址。启动I／O传输的主设备应确保AD[1～0]正确指示本次传输的最低有效字节(即起始字节)。字节允许信号和AD[1～0]一起指明传输的数据宽度和双字中被选中的字节，表9．5表示了AD[1～0]和初始数据相位中字节允许的有效组合。    在存储器地址空间，AD[31～2]提供一个双字边界地址，而AD[1—0]不参与地址译码，用来指明主设备要求的数据传输顺序，见表9．6。         在线性增加模式下，每个数据相位后，地址增加一个双字(即加4，对32位传输)或增加

7、两个双字(即加8，对64位传输)，直到传输结束。对于Cache行回卷(wayp)模式，传输可从Cache中任意地址偏移处开始，Cache块的长度是由配置空间中的Cache块大小寄存器定义的。访问过程中每次地址增加一个双字(64位传输中地址增加两个双字)，一直到Cache块的末尾，然后回卷到同一Cache块的开始处，再进行到Cache块的剩余部分被传送完为止。    在配置地址空间，由AD[7—2]寻址64个双字寄存器。当一条配置命令的地址被译码，IDSEL有效且AD[1—0]=00时，设备判断是否寻址自己的配置寄存器，如果不是则不

8、理会当前操作。  3．PCI总线驱动的过渡  为了避免多个设备同时驱动一个信号到PCI总线上而产生竞争，在一个设备驱动到另一个设备驱动之间要设置一个过渡期，又称为交换周期，如图9—6所示中用互相指向对方尾部的双箭头符号表示。不同信号的交换周期出现的