pci总线协议学习笔记——PCI总线基本概念

1、pci总线概述

(1)PCI，外设组件互连标准(Peripheral Component Interconnection)，是一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准;
(2)最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)。后面提出64bit的pci总线，总线频率也提升到66MHz；
(3)pci协议已经被pcie总线替代，现在pcie总线是主流，但是软件编程上pci和pcie两个总线是兼容的，几乎可以不用做区分，只需要在配置、传输等底层操作去区分两种总线协议；

2、pci总线特点

(1)pci总线是串行总线，有32/64根地址线。地址和数据都通过这32/64根地址线进行传输，分时复用；
(2)pci总线上可同时挂载多个设备，设备分为主设备和从设备，主设备一般是主控芯片的pci控制器，需要负责pci总线上的总裁；
(3)pci设备将共享总线。同一条pci总线上的设备，总线都是接在一起的，会通过片选引脚、地址范围、总线号、设备号、功能号等机制来觉得当前和哪个设备通信；
(4)pci总线通信大致分为两个阶段：配置阶段、通过地址访问阶段；
(5)配置阶段：pci总线控制器去依次扫描接在pci总线上的所有设备，访问设备的配置空间，知道设备的类型、要申请的资源，然后给设备分配总线号、设备号、功能号、地址空间，并写进设备的配置空间；
(6)地址访问阶段：在配置阶段给每一个pci设备分配pci地址范围并写进设备寄存器，以后设备会监听地址线，当监听到地址线上传输的地址是自己的地址范围，就会去处理；
(7)pci采用同步时序协议，信号线里有clk时钟线；

3、pci信号线

4、PCI总线的命令码

5、 PCI总线读周期时序分析

(1)知识点补充：PCI总线是在下降沿改变信号线上的状态，在上升沿锁定信号线的状态；圆形箭头符号，表示信号线的所有权发送变化；
(2)第一个周期上升沿：此时FRAME#是高电平，表示没有开始传输数据，此时总线空闲；
(3)第二个周期上升沿：此时主设备将地址发到AD线上，将命令码发到C/BE#线上，FRAME#拉低表示数据传输开始，FRAME#拉低的第一个时钟周期AD线上传输的是地址，后续时钟周期AD线上传输的是数据；
(4)第三个周期上升沿：从设备开始解析地址和命令码，地址匹配的从设备将DEVSEL#拉低；主设备将IRDY#线拉低，表示准备好接收数据；
(5)第四个周期上升沿：从设备将数据发送到AD线上，并将TRDY#拉低，表示从设备准备好数据；主设备接收数据；
(6)第五个周期上升沿：从设备没有准备好数据，将TRDY#线拉高，插入一个等待周期；
(7)第六个周期上升沿：从设备将数据发送到AD线上，并将TRDY#拉低，表示从设备准备好数据；主设备接收数据；
(8)第七个周期上升沿：从设备将数据发送到AD线上，并将TRDY#拉低，表示从设备准备好数据；主设备将IRDY#拉高，表示没有准备好接收数据，插入一个等待周期；
(9)第八个周期上升沿：主设备从AD线上接收数据，并且FRAME#被拉高，表示数据传输结束，当前这是最后一个字节；

6、典型pci总线拓扑

PCI总线上不仅可以挂载多个PCI设备，还可以挂载PCI桥，形成多级的PCI总线架构；

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