第8章PCI总线标准
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PCI总线
• PCI高性能、高效率、与现有标准强大的兼容性和充裕的开发潜力，是其他总线所 不及的，因而成为开发当今和未来微型计算机的重要基础。
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1.1 PCI总线的特点
• 1．高性能 • 2．猝发传输模式 • 3．不受微处理器限制 • 4．采用总线主控和同步操作 • 5. 减少存取延迟 • 6．适用于各种机型 • 7．兼容性强 • 8．低成本、高效益 • PCI的芯片采用超大规模集成电路，节省布线空间，为微机的小型化和多功能化提
• 对于5V PCI标准连接器而言，如果PCI适配卡仅支持32位操作，则只用到管脚B1/Al 到B62/A62，管脚B63/A63到B94/A94只用于64位PCI适配卡。
• PCI局部总线的信号线共有100根，在一个PCI应用系统中，有主设备和从设备。从 设备至少需要47根信号线，主设备则需要49根信号线。利用这些信号线可以处理数 据、地址，实现接口控制、仲裁及系统功能。下面按功能分组说明5V PCI标准连接 器的引脚意义。
• 桥也叫桥连器，是一个总线转换部件，其功能是连接两条计算机总线，使总线间相互通讯。它可以 把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间，可以使系统中每一台总线主设备（Master） 能看到同样的一份地址表。
• 在PCI规范中，提出了三种桥的设计： • （1）主桥，就是CPU至PCI的桥。 • （2）标准总线桥，即PCI至标准总线如ISA、EISA、微通道之间的桥。例如INTEL设计的SATUNG
微型计算机原理与接口技术
PCI总线
• 随着微型计算机技术的广泛应用和不断发展，无论是办公自动化还是工业应用，对 微型计算机性能的要求都越来越高。在CPU从80286发展到386、486及目前的 Pentium水平的情况下，其数据宽度及工作频率也在不断提高。
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1.1 PCI总线的特点
• 1．高性能 • 2．猝发传输模式 • 3．不受微处理器限制 • 4．采用总线主控和同步操作 • 5. 减少存取延迟 • 6．适用于各种机型 • 7．兼容性强 • 8．低成本、高效益 • PCI的芯片采用超大规模集成电路，节省布线空间，为微机的小型化和多功能化提
• 对于5V PCI标准连接器而言，如果PCI适配卡仅支持32位操作，则只用到管脚B1/Al 到B62/A62，管脚B63/A63到B94/A94只用于64位PCI适配卡。
• PCI局部总线的信号线共有100根，在一个PCI应用系统中，有主设备和从设备。从 设备至少需要47根信号线，主设备则需要49根信号线。利用这些信号线可以处理数 据、地址，实现接口控制、仲裁及系统功能。下面按功能分组说明5V PCI标准连接 器的引脚意义。
• 桥也叫桥连器，是一个总线转换部件，其功能是连接两条计算机总线，使总线间相互通讯。它可以 把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间，可以使系统中每一台总线主设备（Master） 能看到同样的一份地址表。
• 在PCI规范中，提出了三种桥的设计： • （1）主桥，就是CPU至PCI的桥。 • （2）标准总线桥，即PCI至标准总线如ISA、EISA、微通道之间的桥。例如INTEL设计的SATUNG
微型计算机原理与接口技术
PCI总线
• 随着微型计算机技术的广泛应用和不断发展，无论是办公自动化还是工业应用，对 微型计算机性能的要求都越来越高。在CPU从80286发展到386、486及目前的 Pentium水平的情况下，其数据宽度及工作频率也在不断提高。
计算机总线(课件)
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8.1.2 总线的分类
按传送信息的类别可分为:地址总线, 数据总线,控制总线. 按在微机结构中所处的位置的不同可分 为:片内总线,芯片总线,系统总线, 外部总线. 返回
8.1.3 信息在总线上的传送方式
串行传送:示意图见P193图8.1.用脉冲传送,且 只需一根传输线.通常在外部总线中采用. 并行传送:示意图见P194图8.2.用电位传送,每 个数据位都需要有一根传输线.微机中的内部总 线一般都采用并行传送方式. 并串行传送:是并行传送和串行传送方式的结 合..
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PCI总线 PCI总线
PCI总线是一种高性能的32位局部总线,在一个采用了 PCI总线的微机系统中,允许多条总线同时存在,可大 大提高系统的数据处理能力. PCI总线结构示意图见 P202图8.7. PCI总线的设计与其他总线的差异在于使用了PCI桥路 连接PCI与局部总线, PCI桥路将PCI总线与微处理器 的局部总线隔离,可使PCI总线处理较多的外围设备而 不增加微处理器的负担,同时也消除了数据交换时可 能会发生的延迟问题. PCI总线的信号包括必选信号和可选信号两大类,共 188根.具体见P203表8.3. 返回
8.1.6 总线数据传输
挂在总线上的模块通过总线进行数据交 换.完成一次数据传输一般要经历4个 阶段: 申请占用总线阶段 寻址阶段 传输阶段 结束阶段 返回
8.1.7 总线的主要性能指标
总线带宽:总线上每秒传输的最大字节量,用 MB/s表示. 总线位宽:总线能够同时传输的数据位数.如 通常所说的16位,32位,64位等. 总线的工作频率:即总线的时钟频率,以MHZ 位单位. 以上三者的关系可用下式表示: 总线带宽=(总线位宽×8)×总线工作频率
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8.2.3 EISA总线 EISA总线
8.1.2 总线的分类
按传送信息的类别可分为:地址总线, 数据总线,控制总线. 按在微机结构中所处的位置的不同可分 为:片内总线,芯片总线,系统总线, 外部总线. 返回
8.1.3 信息在总线上的传送方式
串行传送:示意图见P193图8.1.用脉冲传送,且 只需一根传输线.通常在外部总线中采用. 并行传送:示意图见P194图8.2.用电位传送,每 个数据位都需要有一根传输线.微机中的内部总 线一般都采用并行传送方式. 并串行传送:是并行传送和串行传送方式的结 合..
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PCI总线 PCI总线
PCI总线是一种高性能的32位局部总线,在一个采用了 PCI总线的微机系统中,允许多条总线同时存在,可大 大提高系统的数据处理能力. PCI总线结构示意图见 P202图8.7. PCI总线的设计与其他总线的差异在于使用了PCI桥路 连接PCI与局部总线, PCI桥路将PCI总线与微处理器 的局部总线隔离,可使PCI总线处理较多的外围设备而 不增加微处理器的负担,同时也消除了数据交换时可 能会发生的延迟问题. PCI总线的信号包括必选信号和可选信号两大类,共 188根.具体见P203表8.3. 返回
8.1.6 总线数据传输
挂在总线上的模块通过总线进行数据交 换.完成一次数据传输一般要经历4个 阶段: 申请占用总线阶段 寻址阶段 传输阶段 结束阶段 返回
8.1.7 总线的主要性能指标
总线带宽:总线上每秒传输的最大字节量,用 MB/s表示. 总线位宽:总线能够同时传输的数据位数.如 通常所说的16位,32位,64位等. 总线的工作频率:即总线的时钟频率,以MHZ 位单位. 以上三者的关系可用下式表示: 总线带宽=(总线位宽×8)×总线工作频率
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8.2.3 EISA总线 EISA总线
CAN-bus现场总线基础教程【第8章】CAN总线设备及调试工具-PCI-5010-U(34)
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第8章 CAN 总线设备及调试工具1.1 PCI-5010-U1.1.1 概述PCI 接口具有比USB 更快的速度，使用PCICAN 板卡可以与工控计算机整体集成，更加可靠，是系统实际应用中使用较多的设备。
和USBCAN 一样，PCICAN 也分为单路（PCI-5010-U ）和双路（PCI-5020-U ），甚至还有四路的板卡（PCI-9840），本节仍以单通道的设备为例来讲解。
PCI-5010-U 是兼容PCI 2.2规范的，带有1路CAN 的高性能CAN 接口卡，实物图如错误!未找到引用源。
所示。
PC 机可以通过PCI 接口连接至CAN 网络，实时监控网络中的数据流。
PCI-5010-U 接口卡是CAN 产品开发、CAN 数据分析的强大工具，其PCI 接口的高速数据吞吐量能够满足实时性要求很高的应用场合。
接口卡自带磁耦隔离模块，保证系统在恶劣环境中使用的可靠性。
和USBCAN 一样，PCI-5010-U 接口卡也提供Win2000/XP/WIN7下工作的驱动程序和详细的应用例程，支持用户在VC++，VB 以及Delphi 等环境下开发自己的应用软件。
1.1.2 主要特点PCI-5010-U 接口卡的主要特点：● PC 接口：PCI 接口；● CAN 通讯接口：DB9接口，符合CANopen 标准；● CAN 通道数：1通道隔离CAN 接口；● CAN 协议：完全符合CAN 2.0B 规范，兼容CAN 2.0A ，符合ISO/IS 11898；● CAN 波特率：可编程任意设置，范围在5Kbps ～1Mbps 之间；● 最高帧流量：7400帧/秒（扩展帧）；● 供电方式：PCI 接口供电（+5V ， 300mA ）；● 磁耦隔离模块绝缘电压：DC 2500V ；● 工作温度：-25℃～+70℃；● 存储温度：-40℃～+85℃；● 物理尺寸：144mm ×90 mm 。
第8章 PCI总线标准
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8.1.3
PCI插槽和扩展卡 PCI插槽和扩展卡
PCI插槽 1. PCI插槽
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2.PCI插卡 2.PCI插卡 PCI
5V32位PCI卡尺寸 位 卡尺寸
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8.2
PCI总线命令及总线协议 PCI总线命令及总线协议
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C/BE[3:0]#： T/S， C/BE[3:0]#： T/S，总线命令和字节使能 多路复用信号线 多路复用信号线 PAR： T/S，针对AD[31:00]和C/BE[3:0]# PAR： T/S，针对AD[31:00]和 AD[31:00] 进行奇偶校验 校验位. 奇偶校验的 进行奇偶校验的校验位.
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3）接口控制信号
FRAME# ：S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示一次传输的开 S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示一次传输的开 始和持续。 始和持续。 S/T/S：主设备准备好信号( IRDY# ：S/T/S：主设备准备好信号(Initiator Ready) S/T/S：从设备准备好信号( TRDY# ：S/T/S：从设备准备好信号(Target Ready) TRDY#同时有效 才能从主设备传送数据到从设备。 同时有效, 注: IRDY#, TRDY#同时有效,才能从主设备传送数据到从设备。 S/T/S：从设备发出的要求主设备终止当前的数据传 STOP# ：S/T/S：从设备发出的要求主设备终止当前的数据传 送的信号。 送的信号。 LOCK#： S/T/S： LOCK#： S/T/S：锁定信号 IDSEL：IN，初始化设备选择信号（片选信号） IDSEL：IN，初始化设备选择信号（片选信号） S/T/S，设备选择信号， DEVSEL# ：S/T/S，设备选择信号，由从设备驱动
微机原理及接口第八章习题解答
“微机系统原理与接口技术”第八章习题解答（部分）1. 什么叫总线和总线操作？为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构？答：总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线；而模块间信息传送时与总线有关的操作统称为总线操作；模块间完成一次完整信息交换的时间称为一个总线操作周期。
总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上，使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。
因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。
2．微机总线有哪些种类？其数据传输的主要过程是什么？答：微机中目前普遍采用的总线标准包括系统内总线标准和系统外总线标准两类：系统内总线标准一般指微机主板插槽（系统扩展板）遵循的各种标准，如PC/XT总线标准、ISA 总线标准（PC/AT总线标准）、VL总线标准（VESA具备总线标准）、PCI局部总线标准等；系统外总线标准指系统互连时遵循的各种标准，多表现为微机对外的标准接口插头，有时也称为接口标准，如EIA RS-232异步串行接口标准、USB通用串行接口标准、IEEE-488通用并行接口标准等。
一个总线操作周期一般分为四个阶段，即：总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
在含有多个主控制器的微机系统中，这四个阶段都是必不可少的；而在仅含一个主控制器的单处理器系统中，则只需要寻址和传数两个阶段。
3．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统外总线（通信总线）；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线）；CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为片内总线。
4．一次总线的信息传送过程大致可以分为4个阶段，依次为总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
8．同步总线有哪些优点和缺点？主要用在什么场合？答：同步并行总线时序是指总线上所有信号均以同步时钟为基准，所有接在总线上的设备的信息传输也严格与同步时钟同步。
同步并行总线的优点是简单、易实现；缺点是无法兼容总线上各种不同响应速度的设备，因为同步时钟的速度必须以最慢的响应设备为准，这样总线上的高速设备将无法发挥其高速性能。
PCI总线详解
系统
CLK RST#
PCI卡
AD63~AD32
C/BE#7~BE#4
PAR64 REQ64# ACK64#
64位扩充
LOCK#
INTA# INTB# INTC# INTD#
接口控制 中断
TD1 TD0 TCK TMS TRST#
JTAG
3
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二、PCI总线信号定义
主设备、从设备使用的信号有一部分不同。 1、系统接口信号
接口识别： 命令+地址 命令+地址
软件指令： MOV
IN/OUT
1010/1011 配置空间片选①+地址
IN/OUT②
采用特殊方法区分地址对应的不同空间， 如在I/O空间中开辟特殊区域
①配置空间片选：同一配置命令，只有一个接口响应总线命令 ②IN/OUT：配置命令使用频率较低，借用I/O指令通过间接访问实现
基础知识： ①一个扩展卡(PCI物理设备，简称设备)可包含多个功能 设备(简称功能，PCI总线标准规定最多有8个功能)； ②每个设备(所有功能)只有一个IDSEL引脚信号。
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2、PCI设备及其配置空间
存在问题： ①所有设备均没有I/O地址(尚等待管理程序分配)，如何 选择某个设备以读取资源需求和分配资源？ ②在没有I/O地址时，如何选择某个功能？ ③在没有I/O地址时，如何读取不同厂家功能设备的资源 需求？
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7、64位总线扩展信号 • AD[63:32] T/S：扩展的32位地址和数据多路复用
线 • C/BE[7:4]# T/S：总线命令和字节使能多路复用扩
展信号线 • REQ64# S/T/S，64位传输请求信号 • ACK64# S/T/S：64位传输允许信号 • PAR64 T/S：奇偶双字节校验
pci总线结构介绍
pci总线结构介绍 pci配置寄存器及读写 IO端口和内存 pci设备初始化 pci驱动注册以及匹配
PCI总线简介
PCI是外围设备互连（Peripheral Component Interconnect）的简称 ，作为一种通用的总线接口标准，它在目前的计算机系统中得到了非常 广泛的应用。PCI提供了一组完整的总线接口规范，其 目的是描述如何 将计算机系统中的外围设备以一种结构化和可控化的方式连接在一起， 同时它还刻画了外围设备在连接时的电气特性和行为规约，并且详细定 义了计 算机系统中的各个不同部件之间应该如何正确地进行交互。 pci总线在x86体系中比较常见，在arm体系的cpu里基本没有pci总线
PCI配置寄存器
（一）pci配置寄存器 每个pci设备都有一个私有的至少256字节的地址空间，前64字节是标准 的（每个pci设备都有），后面的空间依赖设备来配置。 配置寄存器里包含了如下信息： 1.此pci设备的设备信息,如厂商id，设备id等 2.此设备工作时需要的io地址和mem地址起始地址以及长度 3.设备的irq号等 （二）配置寄存器的作用 1.linux内核启动时会从pci设备的配置寄存器里读取内存/IO起始地址 以及irq，并把这些信息赋值给struct pci_dev的相应成员； 2.pci驱动也会读写配置寄存器获得/保存设备相关的信息。 （三）配置寄存器的初始化 系统启动时，BIOS会为每个pci设备分配内存、IO空间以及irq号，并写 入相应pci设备的配置寄存器里去。
物理结构
设备注册
资源分配 设备和驱动的匹 配方式
驱动和设备的匹配
当调用pci_register_driver(struct pci_driver *drv)时，系统会 遍历pci总线上的所有的pci设备，并拿每个pci设备来和驱动进行匹配： pci_bus_match->pci_match_device->pci_match_one_device
PCI总线简介
PCI是外围设备互连（Peripheral Component Interconnect）的简称 ，作为一种通用的总线接口标准，它在目前的计算机系统中得到了非常 广泛的应用。PCI提供了一组完整的总线接口规范，其 目的是描述如何 将计算机系统中的外围设备以一种结构化和可控化的方式连接在一起， 同时它还刻画了外围设备在连接时的电气特性和行为规约，并且详细定 义了计 算机系统中的各个不同部件之间应该如何正确地进行交互。 pci总线在x86体系中比较常见，在arm体系的cpu里基本没有pci总线
PCI配置寄存器
（一）pci配置寄存器 每个pci设备都有一个私有的至少256字节的地址空间，前64字节是标准 的（每个pci设备都有），后面的空间依赖设备来配置。 配置寄存器里包含了如下信息： 1.此pci设备的设备信息,如厂商id，设备id等 2.此设备工作时需要的io地址和mem地址起始地址以及长度 3.设备的irq号等 （二）配置寄存器的作用 1.linux内核启动时会从pci设备的配置寄存器里读取内存/IO起始地址 以及irq，并把这些信息赋值给struct pci_dev的相应成员； 2.pci驱动也会读写配置寄存器获得/保存设备相关的信息。 （三）配置寄存器的初始化 系统启动时，BIOS会为每个pci设备分配内存、IO空间以及irq号，并写 入相应pci设备的配置寄存器里去。
物理结构
设备注册
资源分配 设备和驱动的匹 配方式
驱动和设备的匹配
当调用pci_register_driver(struct pci_driver *drv)时，系统会 遍历pci总线上的所有的pci设备，并拿每个pci设备来和驱动进行匹配： pci_bus_match->pci_match_device->pci_match_one_device
PCI
用WinDriver实现PCI设备驱动程序的步骤如下： （1）用WinDriver的Driver Wizard工具查找并选择所要编写驱动程 序的PCI办卡。 （2） 用Driver Wizard的Generatle.INF File产生INF文件，然后添 加新硬件。 （3） Driver Wizard自动检测计算机硬件资源，对PCI板卡上的配置 寄存器、I/O空间、内存范围、中断、片内寄存器等进行设置。 （4）在Build菜单中选择自动生成源代码（Generate Code）， Driver Wizard自动生成文件。 （5）在Visual C 6.0中对上面生成的源代码进行编译、链接和运行。
PCI总线接口
简介
PCI是Peripheral Component Interconnect(外 设部件互连标准)的缩写，它是目前个人电脑 中使用最为广泛的接口，几乎所有的主板产品 上都带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有最 多数量的插槽类型，在目前流行的台式机主板 上，ATX结构的主板一般带有5～6个PCI插槽， 而小一点的MATX主板也都带有2～3个PCI插 槽，可见其应用的广泛性。接下来我们对PCI 总线接口做一下简单的介绍。
一、PCI总线概述
AD[31:00] T/S：它们是地址、数据多路复用的输入/ 输出信号。（在FRAME#有效的第1个时钟， AD[31:00]上传送的是32位地址，称为地址期。在 IRDY#和TRDY#同时有效时，AD[31:00]上传送的为 32位数据，称为数据期。注: 一次总线传输=地址期+ 数据期+数据期+…） C/BE[3:0]# T/S：它们是总线命令和字节使能多路复 用信号线。 FRAME# S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示一次 传输的开始和持续。Cycle Frame)
PCI总线接口
简介
PCI是Peripheral Component Interconnect(外 设部件互连标准)的缩写，它是目前个人电脑 中使用最为广泛的接口，几乎所有的主板产品 上都带有这种插槽。PCI插槽也是主板带有最 多数量的插槽类型，在目前流行的台式机主板 上，ATX结构的主板一般带有5～6个PCI插槽， 而小一点的MATX主板也都带有2～3个PCI插 槽，可见其应用的广泛性。接下来我们对PCI 总线接口做一下简单的介绍。
一、PCI总线概述
AD[31:00] T/S：它们是地址、数据多路复用的输入/ 输出信号。（在FRAME#有效的第1个时钟， AD[31:00]上传送的是32位地址，称为地址期。在 IRDY#和TRDY#同时有效时，AD[31:00]上传送的为 32位数据，称为数据期。注: 一次总线传输=地址期+ 数据期+数据期+…） C/BE[3:0]# T/S：它们是总线命令和字节使能多路复 用信号线。 FRAME# S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示一次 传输的开始和持续。Cycle Frame)
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• AD[63:32] T/S：扩展的32位地址和数据多路复用线 • C/BE[7:4]# T/S：总线命令和字节使能多路复用扩展
信号线 • REQ64# S/T/S，64位传输请求信号ACK64# S/T/S：
64位传输允许信号 • PAR64 T/S：奇偶双字节校验
8. 高速缓存支持信号
SBO#: IN/OUT：试探返回信号。 SDONE# IN/OUT：查询完成信号。
11空闲
00数据
01等待 10最后
PCI总线传输的一般规则：
(1) FRAME# 和IRDY#信号定义了总线的忙/ 闲状态。
(2) 一旦FRAME#信号被置为无效，在同一传 输期间不能重新设置。
(3) 除非设置了IRDY#信号有效，一般情况下 不能设置FRAME#信号无效。
(4) 一旦主设备设置了IRDY#信号，直到当前 数据期结束为止，主设备一般不能改变 IRDY#信号和FRAME#信号的状态。
➢ FRAME# S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示 一次传输的开始和持续。Cycle Frame)
➢ IRDY# S/T/S：主设备准备好信号(Initiator Ready)
➢ TRDY# S/T/S：从设备准备好信号(Target Ready)
注: IRDY#, TRDY#同时有效,才能从主设备传送
5.错误报告信号
• PERR# S/T/S：数据奇偶校验错误报告信号 • SERR# O/D：系统错误报告信号
6.中断信号
PCI有4条中断线，分别是INTA#、INTB#、INTC#、 INTD# ，电平触发，多功能设备可以任意选择一 个或多个中断线，单功能设备只能用INTA#。
7. 64位总线扩展信号
8.1.2 PCI信号定义
主设备:取得总线控制权的设备. 从设备:被主设备选中进行数据交换的设备. 信号类型: IN 单向输入信号,OUT:单向输出信号 T/S:双向三态输入/输出信号. S/T/S:持续且低电平有效的三态信号(主设备产生). O/D: 漏极开路. #: 低电平有效
1.系统接口信号 • CLK IN：PCI系统总线时钟。最高
等待
4读数据 6读数据
8最后读
交换期
从设备 提供
8.3.2 总线上的写操作
3,4写数据 5,6,7等待
8最后
8.3.3 传输的终止过程
1.由主设备提出的终止 (1) 传输结束 (2) 超时(GNT#信号在内部延时计数器满后仍无效)
撤消FRAME#，建立IRDY#，直到TRDY#有效 后传输完最后一个数据。 2.由从设备提出的终止(发出STOP#信号) (1) 死锁后重试 (2) 断开（8个时钟周期内从设备不能对主设备做出 响应）。 发出STOP#信号并保持其有效，直到FRAME#撤 消为止。
• PCI总线上不能进行字节的交换。但是，具有64位 通道的主设备可以进行DWORD（双字）的交换。主 设备可以在每个新数据期开始的时钟前沿改变字 节使能信号，且在整个数据期中保持不变。
4．PCI总线的驱动与过渡
• 从一个设备驱动总线到另一个设备驱动PCI总线之 间设置一个过渡期，又称为交换周期，以防止总 线访问冲突。
2. 在IRDY#和TRDY#同时有效时，AD[31:00]上传送的为32位数据，称为
数据期。注: 一次总线传输=地址期+数据期+数据期+…
➢ C/BE[3:0]# T/S：它们是总线命令和字节使能多路复用信号线
➢ PAR T/S：针对AD[31:00]和C/BE[3:0]#进行奇偶校验的校验位.
3.接口控制信号
(5) 在完成最后一个数据期之后的时钟周期， 主设备必须使IRDY#信号无效。
2.PCI总线的寻址
(1) I/O地址空间
• 在I/O地址空间，32位AD线全部被用来提供一个完整的地 址编码（字节地址）。�
• AD[1:0]和C/BE[3:0]指明传输的最低有效字节。
(2) 内存地址空间
3．字节对齐
8.2 PCI 总线命令及总线协议 8.2.1. PCI总线命令
8.2.2 PCI总线协议
1．PCI总线的传输控制遵循的管理规则:
FRAME#、IRDY#和TRDY#信号控制PCI总线的数据传输。 FRAME#和IRDY#两个信号的配合构成总线状态：
11空闲、00数据、 01等待状态、10最后一个数据。
• 在每个地址（数据）期中，所有的AD线都必须被 驱动到稳定的状态（数据），包括那些字节使能 信号表明无效的字节所对应的AD线。
5．设备选择
• 注意: DEVSEL#与FRAME#、TRDY#的
关系，无DEVSEL#信号时的处理。
8.3 PCI总线的数据传输过程 8.3.1．总线上的读操作
等待 等待
第8章 PCI局部总线
➢PCI总线概述 ➢总线命令及总线协议 ➢PCI总线的数据传输 ➢总线仲裁与总线配置 ➢PCI总线控制芯片S5933
PCI总线的特点：
1)高传输效率:133~266MB/S 2)支持突发传输(顺序读/写一批数据) 3)独立于处理器(不依附于某个具体处理器) 4)支持两种电压下的扩展卡(5V,3.3V) 5)支持多总线主控方式 6)存取时间延迟小 7)数据的完整性和可靠性 8)具有即插即用功能(自动选择未使用中断和地址) 9)z。 PCI大部分信号在 CLK的上升沿有效。 • RST#: IN 复位信号
图8.1 PCI总线接口信号
2.地址与数据接口信号
➢ AD[31:00] T/S：它们是地址、数据多路复用的输入/输出信号
1. 在FRAME#有效的第1个时钟，AD[31:00]上传送的是32位地址，称为 地址期。
PCI总线上的所有传输操作中，FRAME#、 IRDY#、TRDY#和STOP#遵循的规则：
1. 当STOP#信号有效时，FRAME#应该在其后的2~3个 时钟周期内尽快撤消，但撤消时应使IRDY#有效， 从设备应无条件的保持STOP#的有效状态直到 FRAME#撤消为止。FRAME#撤消后，STOP#也应该 紧跟着撤消。
数据从设备. ➢ STOP# S/T/S：从设备发出的要求主设备终
止当前的数据传送的信号。
➢ LOCK # S/T/S：锁定信号 ➢ IDSEL IN：初始化设备选择信号 ➢ DEVSEL# S/T/S：设备选择信号
4.仲裁信号
• REQ# T/S：总线占用请求信号 • GNT# T/S：总线占用允许信号
信号线 • REQ64# S/T/S，64位传输请求信号ACK64# S/T/S：
64位传输允许信号 • PAR64 T/S：奇偶双字节校验
8. 高速缓存支持信号
SBO#: IN/OUT：试探返回信号。 SDONE# IN/OUT：查询完成信号。
11空闲
00数据
01等待 10最后
PCI总线传输的一般规则：
(1) FRAME# 和IRDY#信号定义了总线的忙/ 闲状态。
(2) 一旦FRAME#信号被置为无效，在同一传 输期间不能重新设置。
(3) 除非设置了IRDY#信号有效，一般情况下 不能设置FRAME#信号无效。
(4) 一旦主设备设置了IRDY#信号，直到当前 数据期结束为止，主设备一般不能改变 IRDY#信号和FRAME#信号的状态。
➢ FRAME# S/T/S：帧周期信号,帧有效周期表示 一次传输的开始和持续。Cycle Frame)
➢ IRDY# S/T/S：主设备准备好信号(Initiator Ready)
➢ TRDY# S/T/S：从设备准备好信号(Target Ready)
注: IRDY#, TRDY#同时有效,才能从主设备传送
5.错误报告信号
• PERR# S/T/S：数据奇偶校验错误报告信号 • SERR# O/D：系统错误报告信号
6.中断信号
PCI有4条中断线，分别是INTA#、INTB#、INTC#、 INTD# ，电平触发，多功能设备可以任意选择一 个或多个中断线，单功能设备只能用INTA#。
7. 64位总线扩展信号
8.1.2 PCI信号定义
主设备:取得总线控制权的设备. 从设备:被主设备选中进行数据交换的设备. 信号类型: IN 单向输入信号,OUT:单向输出信号 T/S:双向三态输入/输出信号. S/T/S:持续且低电平有效的三态信号(主设备产生). O/D: 漏极开路. #: 低电平有效
1.系统接口信号 • CLK IN：PCI系统总线时钟。最高
等待
4读数据 6读数据
8最后读
交换期
从设备 提供
8.3.2 总线上的写操作
3,4写数据 5,6,7等待
8最后
8.3.3 传输的终止过程
1.由主设备提出的终止 (1) 传输结束 (2) 超时(GNT#信号在内部延时计数器满后仍无效)
撤消FRAME#，建立IRDY#，直到TRDY#有效 后传输完最后一个数据。 2.由从设备提出的终止(发出STOP#信号) (1) 死锁后重试 (2) 断开（8个时钟周期内从设备不能对主设备做出 响应）。 发出STOP#信号并保持其有效，直到FRAME#撤 消为止。
• PCI总线上不能进行字节的交换。但是，具有64位 通道的主设备可以进行DWORD（双字）的交换。主 设备可以在每个新数据期开始的时钟前沿改变字 节使能信号，且在整个数据期中保持不变。
4．PCI总线的驱动与过渡
• 从一个设备驱动总线到另一个设备驱动PCI总线之 间设置一个过渡期，又称为交换周期，以防止总 线访问冲突。
2. 在IRDY#和TRDY#同时有效时，AD[31:00]上传送的为32位数据，称为
数据期。注: 一次总线传输=地址期+数据期+数据期+…
➢ C/BE[3:0]# T/S：它们是总线命令和字节使能多路复用信号线
➢ PAR T/S：针对AD[31:00]和C/BE[3:0]#进行奇偶校验的校验位.
3.接口控制信号
(5) 在完成最后一个数据期之后的时钟周期， 主设备必须使IRDY#信号无效。
2.PCI总线的寻址
(1) I/O地址空间
• 在I/O地址空间，32位AD线全部被用来提供一个完整的地 址编码（字节地址）。�
• AD[1:0]和C/BE[3:0]指明传输的最低有效字节。
(2) 内存地址空间
3．字节对齐
8.2 PCI 总线命令及总线协议 8.2.1. PCI总线命令
8.2.2 PCI总线协议
1．PCI总线的传输控制遵循的管理规则:
FRAME#、IRDY#和TRDY#信号控制PCI总线的数据传输。 FRAME#和IRDY#两个信号的配合构成总线状态：
11空闲、00数据、 01等待状态、10最后一个数据。
• 在每个地址（数据）期中，所有的AD线都必须被 驱动到稳定的状态（数据），包括那些字节使能 信号表明无效的字节所对应的AD线。
5．设备选择
• 注意: DEVSEL#与FRAME#、TRDY#的
关系，无DEVSEL#信号时的处理。
8.3 PCI总线的数据传输过程 8.3.1．总线上的读操作
等待 等待
第8章 PCI局部总线
➢PCI总线概述 ➢总线命令及总线协议 ➢PCI总线的数据传输 ➢总线仲裁与总线配置 ➢PCI总线控制芯片S5933
PCI总线的特点：
1)高传输效率:133~266MB/S 2)支持突发传输(顺序读/写一批数据) 3)独立于处理器(不依附于某个具体处理器) 4)支持两种电压下的扩展卡(5V,3.3V) 5)支持多总线主控方式 6)存取时间延迟小 7)数据的完整性和可靠性 8)具有即插即用功能(自动选择未使用中断和地址) 9)z。 PCI大部分信号在 CLK的上升沿有效。 • RST#: IN 复位信号
图8.1 PCI总线接口信号
2.地址与数据接口信号
➢ AD[31:00] T/S：它们是地址、数据多路复用的输入/输出信号
1. 在FRAME#有效的第1个时钟，AD[31:00]上传送的是32位地址，称为 地址期。
PCI总线上的所有传输操作中，FRAME#、 IRDY#、TRDY#和STOP#遵循的规则：
1. 当STOP#信号有效时，FRAME#应该在其后的2~3个 时钟周期内尽快撤消，但撤消时应使IRDY#有效， 从设备应无条件的保持STOP#的有效状态直到 FRAME#撤消为止。FRAME#撤消后，STOP#也应该 紧跟着撤消。
数据从设备. ➢ STOP# S/T/S：从设备发出的要求主设备终
止当前的数据传送的信号。
➢ LOCK # S/T/S：锁定信号 ➢ IDSEL IN：初始化设备选择信号 ➢ DEVSEL# S/T/S：设备选择信号
4.仲裁信号
• REQ# T/S：总线占用请求信号 • GNT# T/S：总线占用允许信号