64 PCI总线

• PCI高性能、高效率、与现有标准强大的兼容性和充裕的开发潜力，是其他总线所 不及的，因而成为开发当今和未来微型计算机的重要基础。
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1.1 PCI总线的特点
• 1．高性能 • 2．猝发传输模式 • 3．不受微处理器限制 • 4．采用总线主控和同步操作 • 5. 减少存取延迟 • 6．适用于各种机型 • 7．兼容性强 • 8．低成本、高效益 • PCI的芯片采用超大规模集成电路，节省布线空间，为微机的小型化和多功能化提
• 对于5V PCI标准连接器而言，如果PCI适配卡仅支持32位操作，则只用到管脚B1/Al 到B62/A62，管脚B63/A63到B94/A94只用于64位PCI适配卡。
• PCI局部总线的信号线共有100根，在一个PCI应用系统中，有主设备和从设备。从 设备至少需要47根信号线，主设备则需要49根信号线。利用这些信号线可以处理数 据、地址，实现接口控制、仲裁及系统功能。下面按功能分组说明5V PCI标准连接 器的引脚意义。
• 桥也叫桥连器，是一个总线转换部件，其功能是连接两条计算机总线，使总线间相互通讯。它可以 把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间，可以使系统中每一台总线主设备（Master） 能看到同样的一份地址表。
• 在PCI规范中，提出了三种桥的设计： • （1）主桥，就是CPU至PCI的桥。 • （2）标准总线桥，即PCI至标准总线如ISA、EISA、微通道之间的桥。例如INTEL设计的SATUNG
微型计算机原理与接口技术
PCI总线
• 随着微型计算机技术的广泛应用和不断发展，无论是办公自动化还是工业应用，对 微型计算机性能的要求都越来越高。在CPU从80286发展到386、486及目前的 Pentium水平的情况下，其数据宽度及工作频率也在不断提高。

32位PCI总线连接器
32位PCI总线连接器引脚序号
5V/32位连接器引脚排列
3.3V/32位连接器引脚排列
4.2 PCI总线的信号线定义
4.3 PCI总线操作命令
C/BE[3: 0]# 0000 0001
命令类型说明 中断应答（中断识别）
特殊周期 I/O读（从I/O口地址中读数据）
C/BE[3:0]# 命令类型说明 1000
1）I/O地址空间

采用全部译码 在I/O访问中，AD[l:0]一方面用来产生DEVSEL ＃信号，另一方面说明传输的有效字节 AD0 C/BE3# C/BE2# C/BE1# C/BE0# 0 X X X 0 1 X X 0 1 0 X 0 1 1 1 0 1 1 1
AD1 0 0 1 1
2）内存地址空间
2、PCI总线的寻址


三种地址空间：内存地址空间、I/O地址空间和 配置地址空间 PCI总线的每个设备都有自己的地址译码逻辑 支持正向、负向两种地址译码方式 正向译码：每个设备都监视地址总线上的访 问地址是否落在它的地址范围内 负向译码：未被其他设备在正向译码中接受 的所有译码要等总线上其他所有设备都拒绝 之后才能确定，总线上只能有一个设备采用 此种方式。如标准扩展总线
4.1 PCI总线的特点



线性突发传输 同步总线操作 多总线主控方式 不受处理器限制 适用于便携式计算机、服务器等各种机型 与ISA、EISA及MCA总线完全兼容 预留扩展空间 具有自动配置功能 编码总线命令 …………
工作站的PCI系统结构图
处理器
AGP接口
Cache
FPGA实现的PCI接口应用
PCI接口专用芯片

PCI编程指南【认识PCI】PCI是一种总线的名称，英文全称为Peripheral Component Interconnect。

PCI局部总线是微型计算机上处理器/存储器与外围控制部件、外围附加板之间的互连机构。

打开你的PC机箱，即可看到PCI插槽。

俺的PC里还有一个ISA插槽，好像现在的PC机都只有PCI插槽了。

PCI技术最初由Intel在1995年提出，所以它是little endian的。

PCI标准规范由PCI SIG组织维护，不过这个规范可不是免费的。

基本的PCI接口规范是3V、33MHz、32位总线，数据传输速率是133Mb/s。

PCI还有其它的扩展：64位总线扩展：数据传输速率为266Mb/s；66MHz扩展等。

AGP：Accelerated Graphics Port，专门为视频卡设计。

PC机里插显卡的那个槽就是AGP槽了。

66MHz，最大传输速率可达1064Mb/s。

从编程角度看AGP完全等效于PCI。

cPCI：Compact PCI。

一种基于PCI标准的高性能工业总线。

和标准桌面的PCI相比，cPCI 提供2倍的PCI插槽（8:4），并提供热插拔机制，更适合于工业应用。

从编程角度看CPCI 完全等效于PCI。

工业上的PCI/cPCI机箱价格不菲，有的高达几万美金。

PXI：PXI规范是NI公司1997年9月1日发布的一种新的开放性、模块化仪器总线规范，是PCI总线在仪器领域的扩展。

/whatnew/pxi.htm【PCI编程概念】PCI设备是真正的“plug-and-pl ay”。

PCI设备的参数可以被程序动态地读写。

可配置的参数出现在PCI配置空间中。

PCI设备可以访问三类地址空间：PCI的I/O空间、PCI的存储空间和PCI的配置空间。

（参考《Linux编程白皮书》、《Linux设备驱动程序》。

）memory space实际上是和内存统一编址的，用普通的C语句就可以访问。

x86 CPU能够使用inb/outb等指令访问I/O空间；PowerPC则需要把设备的寄存器映射到内存空间中，进行统一编址。

pci总线结构介绍 pci配置寄存器及读写 IO端口和内存 pci设备初始化 pci驱动注册以及匹配
PCI总线简介
PCI是外围设备互连（Peripheral Component Interconnect）的简称 ，作为一种通用的总线接口标准，它在目前的计算机系统中得到了非常 广泛的应用。PCI提供了一组完整的总线接口规范，其 目的是描述如何 将计算机系统中的外围设备以一种结构化和可控化的方式连接在一起， 同时它还刻画了外围设备在连接时的电气特性和行为规约，并且详细定 义了计 算机系统中的各个不同部件之间应该如何正确地进行交互。 pci总线在x86体系中比较常见，在arm体系的cpu里基本没有pci总线
PCI配置寄存器
（一）pci配置寄存器 每个pci设备都有一个私有的至少256字节的地址空间，前64字节是标准 的（每个pci设备都有），后面的空间依赖设备来配置。 配置寄存器里包含了如下信息： 1.此pci设备的设备信息,如厂商id，设备id等 2.此设备工作时需要的io地址和mem地址起始地址以及长度 3.设备的irq号等 （二）配置寄存器的作用 1.linux内核启动时会从pci设备的配置寄存器里读取内存/IO起始地址 以及irq，并把这些信息赋值给struct pci_dev的相应成员； 2.pci驱动也会读写配置寄存器获得/保存设备相关的信息。 （三）配置寄存器的初始化 系统启动时，BIOS会为每个pci设备分配内存、IO空间以及irq号，并写 入相应pci设备的配置寄存器里去。
物理结构
设备注册
资源分配 设备和驱动的匹 配方式
驱动和设备的匹配
当调用pci_register_driver(struct pci_driver *drv)时，系统会 遍历pci总线上的所有的pci设备，并拿每个pci设备来和驱动进行匹配： pci_bus_match->pci_match_device->pci_match_one_device