PCI шина

PCI (Peripheral Component Interconnect bus) — шина для подсоединения периферийных устройств. Стала массово применяться для Pentium-систем, но используется и с 486 процессорами. Частота шины от 20 до 33 МГц, теоретически максимальная скорость 132/264 Мбайт/с для 32/64 бит. В современных материнских платах частота на шине PCI задается как 1/2 входной частоты процессора, т.е при частоте 66 MHz на PCI будет 33 MHz, при 75 MHz — 37.5 MHz.

Содержание:

Сигналы шины PCI
Разъем шины PCI
Циклы шины
Подтверждение прерывания (0000)
Специальный цикл (0001)

 

Имеет версии с питанием 5V, 3.3V и универсальную (с переключением линий +VI/O c 5V на 3,3V). Ключами являются пропущенные ряды контактов 12, 13 и 50, 51. Для слота с питанием 5V ключ расположен на месте контактов 50, 51, для 3,3 В — 12, 13, а для универсального — два ключа: 12, 13 и 50,51. 32-битный слот заканчивается контактами А62/В62, 64-битный — А94/В94.

Слот PCI самодостаточен для подключения любого контроллера (VLB не работала без ISA), на системной плате может сосуществовать с любой из других шин ввода-вывода.

Шина PCI — первая шина в архитектуре IBM PC, которая не привязана к этой архитектуре. Она является процессорно-независимой и применяется, например, в компьютерах Macintosh.
В отличие от остальных шин, компоненты расположены на левой поверхности плат PCI-адаптеров. По этой причине крайний PCI-слот обычно разделяет использование посадочного места с соседним ISA-слотом (Shared slot).

Процессор через так называемые мосты (PCI Bridge) может быть подключен к нескольким каналам PCI, обеспечивая возможность одновременной передачи данных между независимыми каналами PCI (возможно только в спецификации 2.1).

Автоконфигурирование устройств (выбор запросов прерывания, каналов DMA) поддерживается средствами BIOS материнской платы по образу и подобию стандарта Plug & Play. В настоящее время действует спецификация PCI 2.1.

Стандарт PCI определяет для каждого слота конфигурационное пространство размером до 256 восьмибитных регистров, не приписанных ни к пространству памяти, ни к пространству ввода-вывода. Доступ к ним осуществляется по специальным циклам шины Configuration Read и Configuration Write, вырабатываемым контроллером при обращении процессора к регистрам контроллера шины PCI, расположенным в его пространстве ввода-вывода.

На PCI определены два основных вида устройств — инициатор (по ГОСТ — задатчик), т.е. устройство, получившее от арбитра шины разрешение на захват ее и устройство назначения, цель (target) с которым инициатор выполняет цикл обмена данными.

Сигналы шины PCI
Знак — (минус) перед названием сигнала означает, что активный уровень этого сигнала логический ноль, обозначение {XX:0} означает группу сигналов с номерами от 0 до XX.

AD{31:0} — мультиплексированная шина адреса/данных. Адрес передается по сигналу — FRAME, в последующих тактах передаются данные.

-C/ BE{3:0} — команда/разрешение обращения к байтам. Команда, определяющая тип очередного цикла шины (чтение-запись памяти, ввода/вывода или чтение/запись конфигурации, подтверждение прерывания и другие) задается четырехбитным кодом в фазе адреса по сигналу — FRAME.

-FRAME — индикатор фазы адреса (иначе — передача данных).

-DEVSEL — выбор инициатором устройства назначения.

-IRDY — готовность инициатора к обмену данными.

-TRDY — готовность устройства назначения к обмену данными.

-STOP — запрос устройства назначения к инициатору на останов текущей транзакции.

-LOCK — используется для установки, обслуживания и освобождения захвата ресурса на PCI.

-REQ {3:0} — запрос от PCI-устройства на захват шины (для слотов 3:0).

-GNT {3 0} — разрешение мастеру на использование шины.

PAR — общий бит четности для линий AD{31:0} и C/BE{3:0}.

-ParityER — сигнал об ошибке по четности (от устройства, ее обнаружившего).

-RST — сброс всех устройств.

IDSEL — выбор устройства назначения в циклах считывания и записи конфигурации.

-SERR — системная ошибка, активизируется любым устройством PCI и вызывает немаскируемое прерывание процессора (NMI).

-REQ64 — запрос на 64-битный обмен.

-ASK64 — подтверждение 64-битного обмена.

-INTR A,B,C,D — линии запросов прерывания, направляются на доступные линии IRQ BIOS компьютера. Запрос по низкому уровню допускает разделяемое использование линий прерывания.

Clock — сигнал синхронизации на тактовой частоте шины.

Test Clock, -TSTRES, TestDO, TestDI — сигналы для тестирования адаптеров по интерфейсу JTAG (на системной плате обычно не задействованы).

TSTMSLCT — перевод в режим тестирования.

Разъем шины PCI

*12, 13 — ключ для 3,3V

**50,51 — ключ для 5V

Циклы шины
По сигналам C/BE (от C/BE3 до C/BE0) во время фазы передачи адреса определяется тип цикла передачи данных.

 

Подтверждение прерывания (0000)

Контроллер прерываний автоматически распознает сигнал INTA и реагирует на него передачей вектора прерывания по шине AD.

Специальный цикл (0001)