Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 38
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
MiniPCI - стандарт для плат и разъёмов для интеграции в ноутбуки (обычно используется для адаптеров беспроводной сети) и непосредственно на поверхность материнских плат. Также механически ни с чем кроме себя не совместим.
Типы PCI-cлотов
Рис.1
II. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
2.1 Cигналы шины PCI
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 конфигурационное чтение-запись, подтверждение прерывания и другие) задается четырехбитным кодом в фазе адреса (по сигналу -FRAME).
-FRAME - индикатор фазы адреса (иначе - передача данных).
-DEVSEL - попытка инициатора обратиться к основной памяти.
-IRDY - готовность инициатора к обмену данными.
-LOCK - используется для установки, обслуживания и освобождения захвата ресурса на PCI.
-REQ[3:0] - запрос от PCI-мастера на захват шины (для слотов 3:0).
-GNT[3:0] - разрешение мастеру на использование шины.
PAR - общий бит паритета для линий AD[31:0] и C/BE[3:0].
-ParityER - сигнал об ошибке паритета (от устройства, ее обнаружившего).
-RST - сброс всех регистров в начальное состояние.
IDSEL - выбор устройства в циклах конфигурационного считывания и записи.
-SERR - системная ошибка, активизируется любым устройством PCI и вызывает NMI.
-REQ64 - запрос на 64-битный обмен.
-ACK64 - подтверждение 64-битного обмена.
-INTR A,B,C,D - линии запросов прерывания, циклически сдвигаются в слотах и направляются на доступные линии IRQ с помощью конфигурационных регистров. Запрос по низкому уровню позволяет использовать одну линию несколькими источниками.
Clock - тактовая частота шины.
Test Clock, -TSTRES,
TestDO, TestDI - сигналы для тестирования адаптеров по интерфейсу JTAG (на системной плате обычно не задействованы).
TSTMSLCT - перевод в режим тестирования.
-TRDY - готовность целевого устройства к обмену данными.
-STOP - запрос целевого устройства к инициатору на останов текущей транзакции.
2.2 Разъемы шины PCI
| Ряд В | № | Ряд А | | Ряд В | № | Ряд А |
| - 12 В | 1 | -TSTRES | | GND/Ключ | 51* | GND/Ключ |
| Test Clock | 2 | + 12B | | AD 8 | 52 | -C/BE 0 |
| GND | 3 | TSTMSLCT | | AD 7 | 53 | + 3.3B |
| Test DO | 4 | Test DI | | + 3.3B | 54 | AD 6 |
| + 5В | 5 | + 5B | | AD 5 | 55 | AD 4 |
| + 5B | 6 | -INTR A | | AD 3 | 56 | GND |
| -INTR B | 7 | -INTR C | | GND | 57 | AD 2 |
| -INTR D | 8 | + 5B | | AD 1 | 58 | AD 0 |
| -PRSNT 1 | 9 | Reserved | | +V I/O | 59 | +V I/O |
| Reserved | 10 | + V I/O | | -ACK64 | 60 | -REQ64 |
| -PRSNT 2 | 11 | Reserved | | + 5B | 61 | + 5B |
| GND/Ключ | 12* | GND/Ключ | | + 5B | 62 | + 5B |
| GND/Ключ | 13* | GND/Ключ | Конец 32-битного разъема | |||
| Reserved | 14 | Reserved | | |||
| GND | 15 | -RST | | Reserved | 63 | GND |
| Clock | 16 | +V I/O | | GND | 64 | -C/BE 7 |
| GND | 17 | -GNT | | -C/BE 6 | 65 | -C/BE 5 |
| -REQ | 18 | GND | | -C/BE 4 | 66 | +V I/O |
| +V I/O | 19 | Reserved | | GND | 67 | PAR64 |
| AD 31 | 20 | AD 30 | | AD 63 | 68 | AD 62 |
| AD 29 | 21 | + 3.3B | | AD 61 | 69 | GND |
| GND | 22 | AD 28 | | +V I/O | 70 | AD 60 |
| AD 27 | 23 | AD 26 | | AD 59 | 71 | AD 58 |
| AD 25 | 24 | GND | | AD 57 | 72 | GND |
| + 3.3B | 25 | AD 24 | | GND | 73 | AD 56 |
| -C/BE 3 | 26 | IDSEL | | AD 55 | 74 | AD 54 |
| AD 23 | 27 | +3.3B | | AD 53 | 75 | +V I/O |
| GND | 28 | AD 22 | | GND | 76 | AD 52 |
| AD 21 | 29 | AD 20 | | AD 51 | 77 | AD 50 |
| AD 19 | 30 | GND | | AD 49 | 78 | GND |
| +3.3B | 31 | AD 18 | | +V I/O | 79 | AD 48 |
| AD 17 | 32 | AD 16 | | AD 47 | 80 | AD 46 |
| -C/BE 2 | 33 | +3.3B | | AD 45 | 81 | GND |
| GND | 34 | -FRAME | | GND | 82 | AD 44 |
| -IRDY | 35 | GND | | AD 43 | 83 | AD 42 |
| +3.3B | 36 | -TRDY | | AD 41 | 84 | + V I/O |
| -DEVSEL | 37 | GND | | GND | 85 | AD 40 |
| GND | 38 | -STOP | | AD 39 | 86 | AD 38 |
| -Lock | 39 | +3.3B | | AD 37 | 87 | GND |
| -ParityER | 40 | SDONE | | +V I/O | 88 | AD 36 |
| +3.3B | 41 | -SBOFF | | AD 35 | 89 | AD 34 |
| -SysERR | 42 | GND | | AD 33 | 90 | GND |
| +3.3B | 43 | PAR | | GND | 91 | AD 32 |
| -C/BE 1 | 44 | AD 15 | | Reserved | 92 | Reserved |
| AD 14 | 45 | +3.3B | | Reserved | 93 | GND |
| GND | 46 | AD 13 | | GND | 94 | Reserved |
| AD 12 | 47 | AD 11 | Конец 64-битного разъема | |||
| AD 10 | 48 | GND | | |||
| GND | 49 | AD 9 | | | | |
| GND/Ключ | 50* | GND/Ключ | | | | |
*12, 13 - ключ для 3.3В
*50, 51 - ключ для 5В
Определены два типа устройств стандарта PCI - целевое и ведущее. Целевое устройство воспринимает команды и реагирует на запросы ведущего. Ведущее устройство представляет собой более “интеллектуальное” устройство, которое может производить обработку независимо от шины или других устройств. Ведущее устройство разделяет шину с основным процессором и целевыми устройствами. Кроме того, оно может выступать целевым устройством для других ведущих устройств. Определение стандарта PCI требует 47 контактов только для целевого и 49 контактов для ведущего. Это число представляется невероятно малым, если учесть потенциальные возможности шины и тот факт, что сюда включены функции передачи данных и адресации, управления интерфейсом, арбитража, а также системные функции. Однако спецификация предусматривает до 120 соединений для стандартной 32-битовой платы и 184 для 64-битовых плат. В основе стандарта лежит мультиплексирование, при котором через одни и те же контакты передаются разнотипные сигналы. Адреса и данные мультиплексируются на одни и те же контакты, поэтому одиночная передача по шине PCI состоит из двух фаз: фаза адресации сопровождается одной или несколькими фазами данных. Ведущее устройство выдает адрес и обращается к конкретному устройству на шине. Выбранное устройство переходит в соответствующий режим для приема данных или инструкций, а затем ведущее устройство посылает пакет данных по тем же контактам, которые использовались для вызова. После определения адреса ведущее устройство может посылать данные без повторения адресации, так как целевое устройство уже выбрано. Отметим, что передача данных может включать в себя и чтение и запись информации.
Для PCI определяются три физических адресных пространства: памяти, ввода-вывода и конфигурации. Адресация памяти и ввода-вывода аналогична применяемой во всех шинах. Адресное пространство конфигурации PCI предназначено для входящего в определение стандарта средства автоматического аппаратного конфигурирования.
Еще одной интересной особенностью шины, способствующей её упрощению, является распределенное дешифрирование адреса, когда каждое подключенное к локальной шине PCI устройство производит дешифрирование адреса самостоятельно. Благодаря этому становятся ненужными схемы централизованного дешифрирования адреса и сигналы выбора устройств, за исключением одного сигнала, предназначенного для конфигурирования.
III. PSI-Express
Любая компьютерная технология проходит свой путь от рождения, триумфа к свалке истории. Все бы ничего, да каждое очередное нововведение, как правило, чревато серьезным перетряхиванием системных блоков и неопределенностью в умах пользователей – пора или еще подождать с апгрейдом? Тем более огромными кажутся все новшества, которые свалятся на головы покупателей в нынешнем году. Такого всестороннего разрушительного действия на основы платформы не было уже давно - сменятся процессорные разъемы (у Intel настанет время Socket 775, у AMD, соответственно, Socket 939); к концу года действительно новой будет называться система лишь с 240-контактными модулями DDR2; вдогонку ко всему этому близится появление новых форм-факторов самих плат – BTX. Но самым радикальным все же станет низвержение старых привычных элементов ландшафта системной платы – разъемов PCI и AGP, которым приходит время сказать последнее "прости-прощай".
Новое поколение технологий приносит новые скорости и новые технологические решения. Правда, на деле случалось не раз, что революционные нововведения оказывались не всегда своевременными и не такими уж полезными, как красиво заявлялось при их выпуске. Традиционно, отдуваться за эксперименты приходится конечному покупателю. Примеров самых передовых, но неоцененных или невостребованных технологий можно привести множество – шина EISA, память RDRAM, слоты AMR/CNR и многое другое.
Не касаясь тупиковых ветвей эволюции ПК, сегодня стоит поговорить о своевременности внедрения новых технологий на примере шины PCI Express. Сегодня можно с уверенностью сказать, что от перехода на этот шинный стандарт никуда не деться. Попробуем рассмотреть ключевые особенности новоявленной шины, ее сходства и отличия от распространенных сейчас PCI и AGP.
Прежде всего, не стоит рассматривать PCI Express как банального наследника традиций PCI. Консорциум разработчиков нового интерфейса, ранее носившего название 3GIO, ставил перед собой цель разработать новую высокоскоростную шину с максимальной масштабируемостью, простой разводкой, низким уровнем паразитных излучений и электромагнитных помех. Это лишь краткий перечень требований к новому интерфейсу, некоторые особенности его реализации в конкретных условиях, как, например, поддержка "горячего" подключения, требуются лишь в определенных специфических приложениях. Сначала -
Немного истории
Первые разработки шины PCI, стартовавшие в начале 90-х годов, были призваны избавиться от множества присутствовавших на тот момент несовместимых шинных интерфейсов – VLB (VESA Local Bus), EISA, ISA и Micro Channel. Наряду с этим преследовалась цель избавиться от тяжкого наследия фрагментированной шины ISA и впервые добиться соединений класса "чип-чип".
На момент появления в 1993 году базовой версии шины Peripheral Component Interconnect (PCI) - IEEE P1386.1, предусматривались революционные усовершенствования: расширение шины данных до 32 бит, поддержка адресации до 4 ГБ данных (32 бита), а также использование режима синхронного обмена данными. По тем временам тактовая частота шины 33 МГц удовлетворяла условиям работы с периферией в настольных и серверных системах, все были довольны. Последовавший за этим резкий скачок тактовых частот процессоров и памяти привел к увеличению тактовой частоты PCI до 66 МГц, хотя, тактовые частоты процессоров за этот же период скакнули с 33 МГц до 3,0+ ГГц. Все последующие варианты PCI – AGP, PCI-X, MiniPCI, CardBus, несмотря на привнесение определенных дополнений, например, иных форм-факторов разъемов, новых сигнальных уровней и даже передачи данных по фронтам импульса (Double Data Rate/ Quadruple Data Rate), тем не менее, несли в себе ограничения, накладываемые самой топологией интерфейса.
Возможности наращивания пропускной способности шины PCI за счет увеличения тактовой частоты без усложнения схем разводки и соответствующего адекватного удорожания к настоящему времени исчерпаны полностью. А ведь на очереди появились такие актуальные интерфейсы, как 1/10 Gigabit Ethernet, IEEE 1394B, которые полностью выбирают пропускную возможность шины одним устройством и даже выходят за эти рамки. PCI душит рост скорости периферии, критичными становятся ограничения по числу сигнальных контактов шины, торможение процессов реального времени и требования по энергосбережению современных ПК. Если вспомнить наиболее производительные версии шины PCI, например, серверную PCI-X и графическую AGP, то в этом случае мы упираемся в укорачивание проводников шины за счет высокой частоты, требование к установке своего контроллера на каждый слот и достаточно высокую стоимость ее реализации.
Грядет тотальное торжество последовательных шин
Итого, параллельные шины себя исчерпали, рано или поздно взоры разработчиков должны были обратиться в сторону последовательных. Так оно и есть, в результате чего практически все современные индустриальные интерфейсы к настоящему времени перебрались на такой принцип обмена данными. Взгляните на приведенную ниже таблицу: речь идет не только о сетевых интерфейсах, которым на роду написано быть последовательными; все остальные ключевые шины уже имеют последовательную природу.