PCI總線技術講座

PCI總線漸漸地取代了ISA總線。它有許多優點，比如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等。在這里我們對PCI總線做一個深入的介紹。

數據寬度上看，PCI總線有32bit、64bit之分；從總線速度上分，有33MHz、66MHz兩種。目前流行的是32bit @ 33MHz，而64bit系統正在普及中。改良的PCI系統，PCI-X，最高可以達到64bit @ 133MHz，這樣就可以得到超過1GB/s的數據傳輸速率。如果沒有特殊說明，以下的討論以32bit @ 33MHz為例。

一、基本概念

不同于ISA總線，PCI總線的地址總線與數據總線是分時復用的。這樣做的好處是，一方面可以節省接插件的管腳數，另一方面便于實現突發數據傳輸。在做數據傳輸時，由一個PCI設備做發起者(主控，Initiator或Master)，而另一個PCI設備做目標(從設備，Target或Slave)。總線上的所有時序的產生與控制，都由Master來發起。PCI總線在同一時刻只能供一對設備完成傳輸，這就要求有一個仲裁機構(Arbiter)，來決定在誰有權力拿到總線的主控權。

32bit PCI系統的管腳按功能來分有以下幾類：

系統控制： CLK，PCI時鐘，上升沿有效
RST ，Reset信號
傳輸控制： FRAME#，標志傳輸開始與結束
IRDY#，Master可以傳輸數據的標志
DEVSEL#，當Slave發現自己被尋址時置低應答
TRDY#，Slave可以轉輸數據的標志
STOP#，Slave主動結束傳輸數據的信號
IDSEL，在即插即用系統啟動時用于選中板卡的信號
地址與數據總線： AD[31::0]，地址/數據分時復用總線
C/BE#[3::0]，命今/字節使能信號
PAR，奇偶校驗信號
仲裁號： REQ#，Master用來請求總線使用權的信號
GNT#，Arbiter允許Master得到總線使用權的信號
錯誤報告： PERR#，數據奇偶校驗錯
SERR#，系統奇偶校驗錯

當PCI總線進行操作時，發起者(Master)先置REQ#，當得到仲裁器(Arbiter)的許可時(GNT#)，會將FRAME#置低，并在AD總線上放置Slave地址，同時C/BE#放置命令信號，說明接下來的傳輸類型。所有PCI總線上設備都需對此地址譯碼，被選中的設備要置DEVSEL#以聲明自己被選中。然后當IRDY#與TRDY#都置低時，可以傳輸數據。當Master數據傳輸結束前，將FRAME#置高以標明只剩最后一組數據要傳輸，并在傳完數據后放開IRDY#以釋放總線控制權。