1.3 Разрядность шины pci.

Персональные компьютеры могут иметь две или больше шин PCI (каждой шиной управляет интегральная схема моста PCI, поэтому в один компьютер можно установить шесть или даже больше плат PCI). Если управление второй шиной PCI осуществляется с первой, то это называется каскадной либо иерархической схемой. Обычно такое управление нежелательно, поскольку первая шина должна нести нагрузку второй. Если управление каждой шиной PCI осуществляется непосредственно с шины процессора, это называется равноправной схемой.

Принятыми являются реализации 32- и 64-разрядных шин. В 64-разрядной реализации используется дополнительно подключенный разъем. 32- и 64-разрядные платы можно устанавливать в 64- и 32-разрядные разъемы (а также наоборот, платы и шины определяют тип разъема и работают должным образом). При установке 64-разрядной платы в 32-разрядный разъем остальные выводы не задействуются и просто выступают за пределы разъема.

Каждая реализация содержит отдельный (независимый от тактового генератора процессора) тактовый генератор, работающий на постоянном токе и воспроизводящий частоту 33 МГц. Уменьшение тактовой частоты шины является необходимым для снижения затрат энергии ПК, когда он не находится в активном состоянии. Так как шина является мультиплексной (по одним и тем же выводам передаются адрес и данные), для передачи каждых 32 или 64 разрядов требуется два шинных цикла (один для пересылки адреса, а второй для пересылки данных). Однако для чтения и записи определяется монопольный режим, при котором вслед за одним циклом передачи адреса разрешается осуществить любое количество циклов передачи данных. Таким образом существенно повышается производительность передачи.

Поэтому 32-разрядная реализация шины PCI с тактовой частотой 33 МГц имеет пиковую скорость немонопольной передачи около 66 Мбайт/с (два шинных цикла для передачи 4 байт) и пиковую скорость монопольной передачи около 132 Мбайт/с (после завершения адресного цикла). Однако длина этих пакетов обычно ограничивается 4 длинными словами (каждый из которых составляет 4 байта), т.е. в сумме 16 байт. После этого запрашивающее устройство должно подать запрос на обслуживание и снова получить управление над шиной (и выполнить адресный цикл). Следовательно, 32-разрядная шина PCI характеризуется скоростью передачи непрерывного пакета, равной 80 Мбайт/с, которой достаточно для обработки 24-битового цвета со скоростью 30 кадров в секунду (полноцветного видео кинематографического качества).

1.4 Преимущества шины pci.

Иногда PCI называют промежуточной шиной, так как она не является шиной процессора. Это хорошая идея, поскольку процессорные шины обычно соответствуют данному конкретному процессору. Шины ISA, EISA и MCA могут управляться шиной PCI (с помощью соответствующего типа микропроцессорного набора для моста сопряжения), поэтому в одном ПК можно использовать периферийные устройства, не совместимые с PCI.

Поскольку шина PCI не является ориентированной на определенный процессор, ее можно использовать для других процессоров, таких как Alpha от компании DEC и PowerPC ,поэтому платформа Macintosh может использовать периферийные устройства PCI.

PCI является первой шиной, которая поддерживает платы с уровнем сигнала 3.3 и 5 В. Ключ в разъеме гарантирует, что платы с одним уровнем сигнала и невзаимозаменяемые не будут по ошибке вставлены в разъем с другим уровнем сигнала. Существуют также платы и разъемы с двумя возможными уровнями сигналов, в этом случае сначала автоматически подаются управляющие сигналы уровня 3.3 В, а затем уже уровня 5 В, если первый не поддерживается. Реальные сигналы PCI формируются интегральной схемой, которая обычно является одновременно котроллером кэш-памяти второго уровня, управляет шиной памяти и обеспечивает сопряжение с процессором.

Платы PCI поддерживают:

• автоматическую конфигурацию (они не требуют назначения адресов расширений BIOS в ручную), т.е. они поддерживают технологию Plug-and-Play (подключи и работай);

• совместное использование прерываний (когда один и тот же номер прерывания может использоваться разными устройствами);

• контроль четности сигналов шины данных и адресной шины;

• организацию ПДП вразброс/совместно (идет разбиение данных до четырех 4-кбайтовых блоков ввиду того, что вместе с сигналом операции ПДП могут передаваться коды алгоритма управления виртуальной памятью).

Платы PCI располагают от 64 до 256 байт конфигурационной памяти, которые предоставляют следующую информацию:

• 16 бит зарезервированы под идентификационный код поставщика (каждый поставщик получает уникальный номер);

• 16 бит зарезервированы под идентификационный код устройства (поставщики назначают каждому продукту уникальный номер);

• 8 бит зарезервированы под идентификацию модернизации;

• 24 бита используются для Class Code, который описывает основную функцию платы (адаптер локальной сети, видеоконтроллер и т.д.);

• оставшаяся часть первых 64 байт зарезервирована под будущее использование.

Остальная часть памяти является доступной для использования в целях поставщика.

Конкурируя с шиной EISA, шина PCI:

• характеризуется значительно большей скоростью передачи, обеспечивая оперативное функционирование и оставляя больше свободного времени на шине для других периферийных устройств;

• имеет более дешевые платы (например, поскольку PCI является достаточно быстродействующей для передачи данных локальной сети и сетевого адаптера в память ПК со скоростью получения данных из локальной сети, на сетевом адаптере можно интегрировать буферную память меньшего объема);

• поддерживает технологию "подключи и работай";

• процедура установки и настройки не занимает много времени.

Расширение PCI 2.1 называется параллельной шиной PCI. Она предназначена для обеспечения более качественной поддержки мультимедиа и располагает следующими особенностями:

• таймер обработки множественных запросов (Multi-transaction timer МТТ). Эта особенность позволяет устройствам, осуществляющим ПДП по шине PCI, удерживать шину для прерывистой передачи пакетов, при этом не требуется повторно добиваться права управления шиной. Такая методика предназначена для повышения производительности при передаче видеоданных;

• пассивное разъединение (Passive Release). Эта особенность позволяет устройствам, осуществляющим ПДП по шине PCI, передавать данные по шине PCI в то время, когда ведется передача данных по шине ISA (обычно это приводило к блокированию передачи по шине PCI, поскольку она использовалась для подключения центрального процессора к шине ISA);

• задержанная транзакция PCI. Эта особенность позволяет передаваемым данным ведущего устройства на шине PCI получать приоритет над ожидающими в очереди данными для передачи с PCI на ISA

• повышенная производительность записи. Микропроцессорный набор PCI оснащен буферами большего объема и осуществляет объединение записи.