PCI: Peripheral Component Interconnect

Быстрые сетевые приложения, высококачественное видео, 16 и 20 разрядный звук и быстро развивающиеся музыкальные приложения, дисплеи с глубиной цвета 24 бит &#8212 все эти новшества потребовали введения нового стандарта шины с высокими скоростями передачи данных. Шина PCI явилась попыткой удовлетворить все эти возросшие потребности. И хотя первоначальная конструкция зародилась в Intel (первая спецификация версии 1.0 появилась в июне 1992), шине PCI оказана поддержка со стороны других компьютерных производителей. Она является относительно независимой от процессорных конфигураций и успешно используется теперь в компьютерах Alpha(DEC) и PowerPC (Motorola). Ha рисунке 5.2 показана типовая конфигурация системы, содержащей PCI шину.

Рис. 5.2

Типовая конфигурация системы с шиной PCI

Повысив тактовую частоту до 33 МГц (позже и до 66 МГц) и применив множество технических уловок, разработчики PCI добились того, что пропускная способность PCI шины возросла до 132 Мбайт/сек при передаче данных по 32-разрядной шине. При передаче данных по 64-разрядной шине пропускная способность увеличивается вдвое. Некоторые из принципов, которые позволили обеспечить столь значительный прогресс, таковы:

Протокол PCI подразумевает, что каждая передача данных происходит как пакетно-монопольная операция (burst operation), в результате чего для быстрых устройств, предающих большие объемы данных, действительно достигаются физически предельные показатели PCI.

Протокол PCI поддерживает режим многих "хозяев шины" (bus master) и разрешает прямую передачу данных устройство-устройство (без промежуточного использования памяти), что может быть использовано для повышения степени параллельности между операциями ввода/вывода и работой процессора.

Центральный шинный арбитр (central bus arbiter) совмещает операции арбитрирования и собственно перенос данных, чем уменьшается время задержек. Это позволяет следующей операции стартовать сразу же, как только текущая операция заканчивается.

Мост PCI, наделенный существенными способностями, между главным процессором и собственно шиной представляет разнообразные возможности кэширования и выполнения операций упреждающего чтения данных (readahead functions). Bce это позволяет уменьшить время, которое процессор тратит на ожидание данных.

Мост PCI является устройством шины, позволяющим подключать вторичные шины PCI. В таком случае мост называется 'PCI-to-PCI bridge'. (В частности, ранее это было решением проблемы увеличения числа слотов PCI, если их требовалось более 4.)

Архитектура PCI позволяет подключить к шине до 32 физических единиц, называемых устройствами (devices). Каждая из этих единиц может содержать до 8 отдельных функциональных единиц, называемых функциями (functions). После отбрасывания одного адреса функции для генерации широковещательных сообщений (broadcast messages &#8212 сообщений, предназначенных всем устройствам), остается 255 адресуемых единиц-функций на одной шине PCI. (Учитывая, что PCI-PCI мост является обычным устройством шины, возникает возможность подключения к основной шине до 255 дополнительных шин PCI).

Содержание раздела