首页 理论教育PCI桥设备:PCIExpress体系结构导读

PCI桥设备:PCIExpress体系结构导读

【摘要】:而桥设备的主要作用是管理下游的PCI总线,并转发上下游总线之间的总线事务。PCI总线规范将PCI主从设备统称为PCI Agent设备。PCI规范也没有规定如何设计HOST主桥。在PCI总线中,还有一类特殊的设备,即桥设备。本书重点介绍PCI桥,而不介绍其他桥设备的实现原理。PCI桥的出现使得采用PCI总线进行大规模系统互连成为可能。其中对PCI设备配置空间的访问可以从上游总线转发到下游总线,而数据传送可以双方向进行。

在PCI总线中有三类设备:PCI主设备、PCI从设备和桥设备。其中PCI从设备只能被动地接收来自HOST主桥或者其他PCI设备的读写请求;而PCI主设备可以通过总线仲裁获得PCI总线的使用权,主动地向其他PCI设备或者主存储器发起存储器读写请求。而桥设备的主要作用是管理下游的PCI总线,并转发上下游总线之间的总线事务

一个PCI设备可以既是主设备也是从设备,但是在同一个时刻,这个PCI设备或者为主设备或者为从设备。PCI总线规范将PCI主从设备统称为PCI Agent设备。在处理器系统中常见的PCI网卡、显卡、声卡等设备都属于PCI Agent设备。

在PCI总线中,HOST主桥是一个特殊的PCI设备,该设备可以获取PCI总线的控制权访问PCI设备,也可以被PCI设备访问。但是HOST主桥并不是PCI设备。PCI规范也没有规定如何设计HOST主桥。

在PCI总线中,还有一类特殊的设备,即桥设备。它包括PCI桥、PCI-to-(E)ISA桥和PCI-to-Cardbus桥。本书重点介绍PCI桥,而不介绍其他桥设备的实现原理。PCI桥的存在使PCI总线极具扩展性,处理器系统可以使用PCI桥进一步扩展PCI总线。

PCI桥的出现使得采用PCI总线进行大规模系统互连成为可能。但是在目前已经实现的大规模处理器系统中,并没有使用PCI总线进行处理器系统与处理器系统之间的大规模互连。因为PCI总线是一个以HOST主桥为根的树型结构,使用主从架构,因而不易实现多处理器系统间的对等互连。(www.chuimin.cn)

即便如此PCI桥仍然是PCI总线规范的精华所在,掌握PCI桥是深入理解PCI体系结构的基础。PCI桥可以连接两条PCI总线,上游PCI总线和下游PCI总线,这两个PCI总线属于同一个PCI总线域,使用PCI桥扩展的所有PCI总线都同属于一个PCI总线域。

其中对PCI设备配置空间的访问可以从上游总线转发到下游总线,而数据传送可以双方向进行。在PCI总线中,还存在一种非透明PCI桥,该桥片不是PCI总线规范定义的标准桥片,但是适用于某些特殊应用,在第2.5节中将详细介绍这种桥片。在本书中,如不特别强调,PCI桥是指透明桥,透明桥也是PCI总线规范定义的标准桥片。

PCI-to-(E)ISA桥和PCI-to-Cardbus桥的主要作用是通过PCI总线扩展(E)ISA和Cardbus总线。在PCI总线推出之后,(E)ISA总线并没有在处理器系统中立即消失,此时需要使用PCI-(E)ISA桥扩展(E)ISA总线,而使用PCI-to-Cardbus桥用来扩展Cardbus总线。本书并不关心(E)ISA和Cardbus总线的设计与实现。