PCIE匯流排筆記

2021-08-14 08:08:18 字數 2023 閱讀 3329

pcie匯流排是繼承pci匯流排而來

1、pci匯流排與pci裝置間有host主橋進行隔離,host主橋有很多暫存器,快取資料,從而實現匯流排與裝置間的工作頻率可不同。當處理器要訪問pci裝置時,需要通過host主橋進行位址轉換,把處理器位址轉換成pci匯流排位址,然後才能訪問pci裝置;同理,pci裝置中的資料要往外走,也要通過host主橋進行位址轉換。說到底,host主橋就是乙個橋梁。pci橋的作用可以隔離pci裝置,不影響各條匯流排的頻寬,匯流排x1上通訊和匯流排x2上是否通訊無關;同一條匯流排上的裝置可以自由通訊,同host主橋下(pci域)中裝置可以通訊,而不需要處理器操作。

2、pci匯流排上的裝置可以使用四根中斷請求訊號inta  intb  intc intd向處理器發出中斷請求;其中inta是單功能裝置,其他的是多功能裝置。

3、 host主橋是用來隔離處理器的儲存器域與pci匯流排域的特殊橋片,管理pci匯流排域。在其所管理的pci裝置中所有裝置的配置空間都由host主橋通過配置讀寫匯流排週期訪問的。host主橋可以通過設定inbound暫存器來讓不同的pci匯流排域中的裝置進行通訊。

4、當主裝置(從裝置被動操作,不需要仲裁訊號)需要發起讀寫匯流排事務時(就是要占用匯流排使用權),必須先向仲裁器發起請求,當得到允許pci匯流排使用權時,才可以開始通訊;而仲裁就是通過仲裁訊號來處理的,仲裁訊號有兩個訊號組成,req#和gnt#組成。每個仲裁器都要和主裝置直接相連,所以仲裁器的訊號介面數量將會限制pci主裝置的數量。解決辦法是利用pci橋推出新的pci匯流排,因為在新的匯流排上也要有仲裁器。 

請求過程:pci 主裝置使用 pci 匯流排進行資料傳遞時,需要首先置 req#訊號有效,向 pci 匯流排仲裁器發出匯流排申請,當 pci 匯流排仲裁器允許 pci 主裝置獲得 pci 匯流排的使用權後,將置 gnt#訊號為有效,並將其傳送給指定的 pci 主裝置。而 pci 主裝置在獲得匯流排使用權之後,將可以置frame#訊號有效,與 pci 從裝置進行資料通訊

5、posted和non-posted傳送方式

posted匯流排事務是指pci主裝置向pci目標裝置傳送資料時,資料到達pci橋後,上游匯流排就可以結束該事務,該事務就由pci橋和下游匯流排去處理。這可以提高效率和解決pci匯流排擁擠的問題;

non-posted匯流排事務是指pci主裝置向pci目標裝置傳送資料時,資料必須到達目的裝置後才能結束匯流排事務(此時上游匯流排不能提前結束);

很顯然這兩種傳送資料方式中posted方式會高效些,但是pci匯流排中規定:只有在儲存器寫請求時,才可以使用posted匯流排事務(pmw = posted memory write);其他的儲存器讀請求和i/o讀寫請求、配置讀寫請求只能使用non-posted匯流排事務。

當乙個 pci 主裝置需要使用 pci 匯流排時,需要首先傳送 req#訊號,通過匯流排仲裁獲得匯流排使用權,即 gnt#訊號有效後,使用以下步驟完成乙個完整 pci 匯流排事務,對目標裝置進行儲存器或者 i/o 位址空間的讀寫訪問。

(1) 當 pci 主裝置獲得匯流排使用權之後, 將在 clk1 的上公升沿置 frame#訊號有效, 啟動 pci匯流排事務。當 pci 匯流排事務結束後,frame#訊號將被置為無效。

(2) pci 匯流排週期的第乙個時鐘週期(clk1 的上公升沿到 clk2 的上公升沿之間)為位址週期。在位址週期中,pci 主裝置將訪問的目的位址和匯流排命令分別驅動到 ad[31:0]和 c/be#訊號上。如果當前匯流排命令是配置讀寫,那麼 idsel 訊號線也被置為有效,idsel 訊號與 pci 匯流排的ad[31:11]相連。

(3) 當 irdy#、trdy#和 devsel#訊號都有效後,匯流排事務將使用資料週期,進行資料傳遞。當 irdy#和 trdy#訊號沒有同時有效時,pci 匯流排不能進行資料傳遞,pci 匯流排使用這兩個訊號進行傳送控制。

(4) pci 匯流排支援突發週期,因此在位址週期之後可以有多個資料週期,可以傳送多組資料。而目標裝置並不知道突發週期的長度,如果目標裝置不能繼續接收資料時,可以 disconnect 當前匯流排事務。值得注意的是,只有儲存器讀寫匯流排事務可以使用突發週期。乙個完整的 pci 匯流排事務遠比上述過程複雜的多,因為 pci 匯流排還支援許多傳送方式,如雙位址週期、fast back-to-back(快速背靠背)、插入等待狀態、重試和斷連、匯流排上的錯誤處理等一系列匯流排事務。

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