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PCIExpress体系结构导读-延迟传送方式

【摘要】:为此PCI桥需要对Non-Posted总线事务进行优化处理,并使用Delayed总线事务处理这些Non-Posted总线事务,PCI总线规定只有Non-Posted总线事务可以使用Delayed总线事务。PCI总线的Delay总线事务由Delay读写请求和Delay读写完成总线事务组成,当Delay读写请求到达目的地后,将被转换为Delay读写完成总线事务。为了进一步提高Non-Posted总线事务的执行效率,PCI-X总线将PCI总线使用的Delayed总线事务,升级为Split总线事务。

如上所述,当处理器使用Non-Posted总线周期对PCI设备进行读操作,或者PCI设备使用Non-Posted总线事务存储器进行读操作时,如果数据没有到达目的地,那么在这个读操作路径上的所有PCI总线都不能被释放,这将严重影响PCI总线的使用效率

为此PCI桥需要对Non-Posted总线事务进行优化处理,并使用Delayed总线事务处理这些Non-Posted总线事务,PCI总线规定只有Non-Posted总线事务可以使用Delayed总线事务。PCI总线的Delay总线事务由Delay读写请求和Delay读写完成总线事务组成,当Delay读写请求到达目的地后,将被转换为Delay读写完成总线事务。基于Delay总线请求的数据交换如图1-4所示。

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图1-4 基于Delayed总线请求的数据交换

假设处理器通过存储器读、I/O读写或者配置读写访问PCI设备22时,首先经过HOST主桥进行存储器域与PCI总线域的地址转换,并由HOST主桥发起PCI总线事务,然后通过PCI桥1、2,最终到达PCI设备22。其详细步骤如下。

(1)HOST主桥完成存储器域到PCI总线域的转换,然后启动PCI读总线事务。

(2)PCI桥1接收这个读总线事务,并首先使用Retry周期,使HOST主桥择时重新发起相同的总线周期。此时PCI桥1的上游PCI总线将被释放。值得注意的是PCI桥并不会每一次都使用Retry周期,使上游设备择时进行重试操作。在PCI总线中,有一个“16 Clock”原则,即FRAME#信号有效后,必须在16个时钟周期内置为无效,如果PCI桥发现来自上游设备的读总线事务不能在16个时钟周期内结束时,则使用Retry周期终止该总线事务。

(3)PCI桥1使用Delayed总线请求继续访问PCI设备22。

(4)PCI桥2接收这个总线请求,并将这个Delayed总线请求继续传递。此时PCI桥2也将首先使用Retry周期,使PCI桥1择时重新发起相同的总线周期。此时PCI桥2的上游PCI总线被释放。(www.chuimin.cn)

(5)这个数据请求最终到达PCI设备22,如果PCI设备22没有将数据准备好时,也可以使用Retry周期,使PCI桥2择时重新发起相同的总线周期;如果数据已经准备好,PCI设备22将接收这个数据请求,并将这个Delayed总线请求转换为Delayed总线完成事务。如果Delayed总线请求是读请求,则Delayed总线完成事务中含有数据,否则只有完成信息,而不包含数据。

(6)Delayed总线完成事务将“数据或者完成信息”传递给PCI桥2,当PCI桥1重新发出Non-Posted总线请求时,PCI桥2将这个“数据或者完成信息”传递给PCI桥1。

(7)HOST主桥重新发出存储器读总线事务时,PCI桥1将“数据或者完成信息”传递给HOST主桥,最终完成整个PCI总线事务。

由以上分析可知,Delayed总线周期由Delayed总线请求和Delayed总线完成两部分组成。下面将Delayed读请求总线事务简称为DRR(Delayed Read Request),Delayed读完成总线事务简称为DRC(Delayed Read Completion);而将Delayed写请求总线事务简称为DWR(Delayed Write Request),Delayed写完成总线事务简称为DWC(Delayed Write Completion)。

PCI总线使用Delayed总线事务,在一定程度上可以提高PCI总线的利用率。因为在进行Non-Posted总线事务时,Non-Posted请求在通过PCI桥之后,可以暂时释放PCI总线,但是采用这种方式,HOST/PCI桥将会择时进行重试操作。在许多情况下,使用Delayed总线事务,并不能取得理想的效果,因为过多的重试周期也将大量消耗PCI总线的带宽。

为了进一步提高Non-Posted总线事务的执行效率,PCI-X总线将PCI总线使用的Delayed总线事务,升级为Split总线事务。采用Split总线事务可以有效解决HOST/PCI桥的这些重试操作。Split总线事务的基本思想是发送端首先将Non-Posted总线请求发送给接收端,然后再由接收端主动地将数据传递给发送端。

除了PCI-X总线可以使用Split总线事务进行数据传送之外,有些处理器,如x86和PowerPC处理器的FSB(Front Side Bus)总线也支持这种Split总线事务,因此这些HOST主桥也可以发起这种Split总线事务。在PCIe总线中,Non-Posted数据传送都使用Split总线事务完成,而不再使用Delayed总线事务。在第1.5.1节将简要介绍Split总线事务和PCI-X总线对PCI总线的一些功能上的增强。