Таймеры, задержки и буферы
В каждой команде шины указывается адрес данных, передаваемых в первой фазе данных пакета. Адрес для каждой последующей фазы данных пакета увеличива-
184_____________________________________ Глава 6. Шины и карты расширения
ется на 4 (следующее двойное слово), но в командах обращения к памяти порядок может быть иным (см. ниже). Байты шины AD, несущие действительную информацию, выбираются сигналами С/ВЕ[3:0]# в фазах данных. Внутри пакета эти сигналы могут менять состояние от фазы к фазе произвольным образом. Разрешенные байты могут быть разрозненными; возможны фазы данных, в которых не разрешено ни одного байта. В отличие от шины ISA, на PCI нет динамического изменения разрядности — все устройства должны подключаться к шине 32-разрядным способом. Если в устройстве PCI применяются функциональные схемы иной разрядности (к примеру, нужно подключить микросхему 8255, имеющую 8-битную шину данных и четыре регистра), то приходится принимать схемотехнические методы преобразования, отображающие все регистры на 32-разрядную шину AD.
Адресация памяти, портов и конфигурационных регистров различна.
¦ В циклах обращения к памяти адрес, выровненный по границе двойного слова,
передается по линиям AD[31:2]; линии AD[1:0] задают порядок адресов в пакете:
• 00 — линейное инкрементирование; адрес последующей фазы отличается от предыдущего на число байтов шины (4 для 32-битной и 8 для 64-битной шины).
• 10 — Cacheline Wrap mode, сворачивание адресов с учетом длины строки кэш-памяти. В транзакции адрес для очередной фазы увеличивается до достижения границы строки кэша, после чего переходит на начало этой строки и увеличивается до адреса, предшествующего начальному. Если транзакция длиннее строки кэша, то она продолжится в следующей строке с того же смещения, что и началась. Так, при длине строки 16 байт и 32-битной шине транзакция, начавшаяся с адреса xxxxxxOSh, будет иметь последующие фазы данных, относящиеся к адресам xxxxxxOCh, xxxxxxOOh, xxxxxx04h; и далее к xxxxxxlSh, xxxxxxlCh, xxxxxxlOh, xxxxxx!4h.
Длина строки кэша прописывается в конфигурационном пространстве устройства (см. п. 6.2.12). Если
устройства не имеет регистра Cache Line Size, то оно должно прекратитьтранзакцию после первой фазы данных;
• 01 и 11 — зарезервировано, может использоваться как указание на отключение (Disconnect) после первой фазы данных.
¦ В циклах обращения к портам ввода-вывода для адресации любого байта исполь
зуются все линии AD[31:0]. При этом биты адреса AD[31:2] указывают на адрес двойного слова, к которому принадлежат передаваемые данные, а младшие биты адреса AD[1:0] должны соответствовать байтам, которые могут быть разрешены сигналами С/ВЕ[3:0]#. При AD[1:0]=00 допустимо С/ВЕ[3:0]# - хххО или 1111, приАО[1:0]«01-С/ВЕ[3:0]# = хх01или1111,приАО[1:0]=10-С/ВЕ[3:0]# = х011 или 1111, при AD[1:0]=11 — С/ВЕ[3:0]# = 0111 (передается лишь байт 3) или 1111 (ни один байт не разрешен). Эти циклы тоже могут быть пакетными, хотя на практике эта возможность используется редко.
¦ В циклах конфигурационной записи/считывания устройство (карта расши
рения) выбирается индивидуальным сигналом IDSEL; функция адресуется битами AD[10:8], а конфигурационные регистры (только двойные слова) адресуются битами AD[7:2], при этом AD[1:0]=00.
6.2. Шина PCI_______________________________________________________ 185
Команды шины PCI определяются значениями бит С/ВЕ# в фазе адреса (табл. 6.12).
¦ Команда подтверждения прерывания предназначена для чтения вектора пре
рываний. По протоколу она выглядит как команда чтения, неявно адресован
ная к системному контроллеру прерываний. Здесь в фазе адреса по шине AD полезная информация не передается, но ее инициатор (главный мост) должен обеспечить стабильность сигналов и корректность паритета. В PC 8-битный вектор передается в байте 0 по готовности контроллера прерываний (по сигналу TRDY#). Подтверждение прерываний выполняется за один цикл (первый холостой цикл, который процессоры х86 делают в дань совместимости со стариной, мостом подавляется).
¦ Специальный цикл отличается от всех других тем, что является широковеща
тельным. Однако ни один агент на него не отвечает, а главный мост или иное
устройство, вводящее этот цикл, всегда завершает его способом Master Abort (на него требуется 6 тактов шины). Специальный цикл предназначен для генерации широковещательных сообщений — их могут читать любые «заинтересованные» агенты шины. Тип сообщения декодируется содержимым линий AD[15:0], на линиях AD[31:16] могут помещаться данные, передаваемые в сообщении. Фаза адреса в этом цикле для обычных устройств отсутствует, но мосты используют ее информацию для управления распространением сообщения. Сообщения с кодами OOOOh, 000lh и 0002h требуются для указания на отключение (Shutdown), остановку (Halt) процессора или специфические функции процессора х8б, связанные с кэшем и трассировкой. Коды 0003-FFFFh зарезервированы. Специальный цикл может генерироваться тем же аппаратно-программным механизмом, что и конфигурационные циклы (см. п. 6.2.11),но со специфическим значением адреса.
¦ Команды чтения и записи ввода-вывода служат для обращения к пространству
портов. Линии AD содержат адрес байта, причем декодированию подлежат и биты ADO и AD1 (несмотря на то, что имеются сигналы ВЕх#). Порты PCI могут быть 16- или 32-битными. Для адресации портов на шине PCI доступны все 32 бита адреса, но процессоры х86 могут использовать только младшие 16 бит.
¦ Команды обращения к памяти, кроме обычного чтения и записи, включают чте
ние строк кэш-памяти, множественное чтение (нескольких строк), запись с ин-
валидацией.
¦ Команды конфигурационного чтения и записи адресуются к конфигурационному
пространству устройств (см. п. 6.2.12). Обращение производится только двойными словами. Структура содержит идентификатор устройства и производите для, состояние и команду, информацию о занимаемых ресурсах и ограничения на использование шины.
Для генерации данных команд требуется специальный аппаратно-программный механизм (см. п. 6.2.11).
¦ Чтение строк памяти применяется, когда в транзакции планируется более двух
32-битных передач (обычно это чтение до конца строки кэша).
¦ Множественное чтение памяти используется для транзакций, пересекающих
границы строк кэш-памяти.
¦ Запись с инвалидацией применяется к целым строкам кэша и позволяет опти
мизировать циклы обратной записи «грязных» строк кэша.
186_____________________________________ Глава 6. Шины и карты расширения
¦ Двухадресный цикл позволяет по 32-битной шине обращаться к устройствам с 64-битной адресацией. В этом случае младшие 32 бита адреса передаются в цикле данного типа, а за ним следует обычный цикл, определяющий тип обмена и несущий старшие 32 бита адреса. Шина PCI допускает 64-битную адресацию портов ввода-вывода (для х86 это бесполезно, но PCI существует и на других платформах).
Таблица 6.12. Декодирование команд шины PCI С/ВЕ[3:0] Тип команды
0001 Special Cycle — специальный цикл
0010 I/O Read — чтение порта ввода-вывода
0011 I/O Write —запись в порт ввода-вывода
0100 Зарезервировано
0101 Зарезервировано
0110 Memory Read — чтение памяти
0111 Memory Write — запись в память
1000 Зарезервировано
1001 Зарезервировано
1010 Configuration Read — конфигурационное считывание
1011 Configuration Write — конфигурационная запись
1100 Multiple Memory Read — множественное чтение памяти
1101 Dual Address Cycle (DAC) — двухадресный цикл
1110 Memory-Read Line — чтение строки памяти
1111 Memory Write and Invalidate — запись с инвалидацией
