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了解PCIExpress主板配置指南

【摘要】:值得注意的是,在一个处理器系统中,有几个HOST主桥,就有几个PCI总线域。PCI设备通过HOST主桥访问主存储器时,需要与处理器的Cache进行一致性操作,因此在设计HOST主桥时需要重点考虑Cache一致性操作。在HOST主桥中,还含有许多数据缓冲,以支持PCI总线的预读机制。HOST主桥是联系处理器与PCI设备的桥梁。在这棵总线树上的所有PCI设备的配置空间都由HOST主桥通过配置读写总线周期访问。

HOST主桥是一个很特别的桥片,其主要功能是隔离处理器系统的存储器域与处理器系统的PCI总线域,管理PCI总线域,并完成处理器与PCI设备间的数据交换。处理器与PCI设备间的数据交换主要由“处理器访问PCI设备的地址空间”和“PCI设备使用DMA机制访问主存储器”这两部分组成。

为简便起见,下面将处理器系统的存储器域简称为存储器域,而将处理器系统的PCI总线域称为PCI总线域,存储器域和PCI总线域的详细介绍见第2.1节。值得注意的是,在一个处理器系统中,有几个HOST主桥,就有几个PCI总线域。

HOST主桥在处理器系统中的位置并不相同,如PowerPC处理器将HOST主桥与处理器集成在一个芯片中。而有些处理器不进行这种集成,如x86处理器使用南北桥结构,处理器内核在一个芯片中,而HOST主桥在北桥中。但是从处理器体系结构的角度看,这些集成方式并不重要。

PCI设备通过HOST主桥访问主存储器时,需要与处理器的Cache进行一致性操作,因此在设计HOST主桥时需要重点考虑Cache一致性操作。在HOST主桥中,还含有许多数据缓冲,以支持PCI总线的预读机制。(www.chuimin.cn)

HOST主桥是联系处理器与PCI设备的桥梁。在一个处理器系统中,每一个HOST主桥都管理了一棵PCI总线树,在同一棵PCI总线树上的所有PCI设备属于同一个PCI总线域。如图1-1所示,HOST主桥x之下的PCI设备属于PCI总线x域,而HOST主桥y之下的PCI设备属于PCI总线y域。在这棵总线树上的所有PCI设备的配置空间都由HOST主桥通过配置读写总线周期访问。

如果HOST主桥支持PCI V3.0规范的Peer-to-Peer数据传送方式,那么分属不同PCI总线域的PCI设备可以直接进行数据交换。如图1-1所示,如果HOST主桥y支持Peer-to-Peer数据传送方式,PCI设备y01可以直接访问PCI设备01或者PCI设备11,而不需要通过处理器的参与。但是这种跨越总线域的数据传送方式在PC架构中并不常用,在PC架构中,重点考虑的是PCI设备与主存储器之间的数据交换,而不是PCI设备之间的数据交换。此外在PC架构中,具有两个HOST主桥的处理器系统也并不多见。

在PowerPC处理器中,HOST主桥可以通过设置Inbound寄存器,使得分属于不同PCI总线域的设备可以直接通信。许多PowerPC处理器都具有多个HOST主桥,有关PowerPC处理器使用的HOST主桥详见第2.2节。