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PCI总线的组成结构

如上文所述,PCI总线作为处理器系统的局部总线,是处理器系统的一个组成部件,讲述PCI总线的组成结构不能离开处理器系统这个大环境。在一个

如上文所述,PCI总线作为处理器体系的部分总线,是处理器体系的一个组成部件,叙述PCI总线的组成结构不能脱离处理器体系这个大环境。在一个处理器体系中,与PCI总线相关的模块如图1‑1所示。

如图1‑1所示在一个处理器体系中,与PCI总线相关的模块包含,HOST主桥、PCI总线、PCI桥和PCI设备。PCI总线由HOST主桥和PCI桥推出,HOST主桥与主存储器控制器在同一级总线上,PCI设备能够方便地经过HOST主桥拜访主存储器,即进行DMA操作。

值得注意的是,PCI设备的DMA操作需求与处理器体系的Cache进行一致性操作,当PCI设备经过HOST主桥拜访主存储器时,Cache一致性模块将进行地址监听,并依据监听的成果改动Cache的状况。

在一些简略的处理器体系中,或许不含有PCI桥,此刻一切PCI设备都是连接在HOST主桥推出的PCI总线上,此外在一些处理器体系中或许含有多个HOST主桥,如在图1‑1所示的处理器体系中含有HOST主桥x和HOST主桥Y。

1.1.1HOST主桥

HOST主桥是一个很特别的桥片,其主要功用是阻隔处理器体系的存储器域与处理器体系的PCI总线域,办理PCI总线域,并完结处理器与PCI设备间的数据交换。处理器与PCI设备间的数据交换主要由“处理器拜访PCI设备的地址空间”和“PCI设备运用DMA机制拜访主存储器”这两部分组成。

为简洁起见,下文将处理器体系的存储器域简称为存储器域,而将处理器体系的PCI总线域称为PCI总线域,存储器域和PCI总线域的具体介绍见第2.1节。值得注意的是,在一个处理器体系中,有几个HOST主桥,就有几个PCI总线域。

HOST主桥在处理器体系中的方位并不相同,如PowerPC处理器将HOST主桥与处理器集成在一个芯片中。而有些处理器不进行这种集成,如x86处理器运用南北桥结构,处理器内核在一个芯片中,而HOST主桥在北桥中。可是从处理器体系结构的角度上看,这些集成方法并不重要。

PCI设备经过HOST主桥拜访主存储器时,需求与处理器的Cache进行一致性操作,因此在规划HOST主桥时需求要点考虑Cache一致性操作。在HOST主桥中,还含有许多数据缓冲,以支撑PCI总线的预读机制。

HOST主桥是联络处理器与PCI设备的桥梁。在一个处理器体系中,每一个HOST主桥都办理了一颗PCI总线树,在同一颗PCI总线树上的一切PCI设备归于同一个PCI总线域。如图1‑1所示,HOST主桥x之下的PCI设备归于PCI总线x域,而HOST主桥y之下的PCI设备归于PCI总线y域。在这颗总线树上的一切PCI设备的装备空间都由HOST主桥经过装备读写总线周期拜访。

假如HOST主桥支撑PCI V3.0标准的Peer-to-Peer数据传送方法,那么分属不同PCI总线域的PCI设备能够直接进行数据交换。如图1‑1所示,假如HOST主桥y支撑Peer-to-Peer数据传送方法,PCI设备y01能够直接拜访PCI设备01或许PCI设备11,而不需求经过处理器的参加。可是这种跨过总线域的数据传送方法在PC架构中并不常用,在PC架构中,要点考虑的是PCI设备与主存储器之间的数据交换,而不是PCI设备之间的数据交换。此外在PC架构中,具有两个HOST主桥的处理器体系也并不多见。

在PowerPC处理器中,HOST主桥能够经过设置Inbound寄存器,使得分归于不同PCI总线域的设备能够直接通讯。许多PowerPC处理器都具有多个HOST主桥,有关PowerPC处理器运用的HOST主桥详见第2.2节。

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