-
Шина pci – общие сведения.
PCI (Peripheral Component Interconnect – соединение внешних компонентов). Внешний вид слота представлен на рис.1.
«Зачатие» интерфейса PCI происходило весной 1991 года в недрах корпорации Intel. Перспективные процессоры 80480 и Pentium требовали новой организации взаимодействия с периферийными компонентами. Инженеры Intel решили начать «с нуля» и в результате разработали шину, напрямую не связанную с системной. Так удалось обеспечить независимость интерфейса от конкретного типа процессора и его параллельную работу с устройствами PCI. Новый интерфейс оказался несовместимым ни с одним из предшествующих и потребовал разработки соответствующего набора системных микросхем. С целью обеспечить поддрежку сторонних производителей Intel сделала архитектуру и спецификации PCI открытыми, поэтому вскоре образовалась группа заинтересованных организаций, создавшая и утвердившая спецификацию версии 2.1, которая действует в настоящее время.
Популярность PCI объясняется рядом преимуществ, предоставляемых интерфейсом по сравнению с его предшественниками. Во-первых, поддерживается синхронный обмен данными формата 32 или 64 бита. При этом используется метод мультиплексирования (передача адресов и данных по очереди по одним линиям), что позволило снизить число контактов в разъемах. Во-вторых, предусмотрена установка компонентов с уровнями сигналов 5В или 3,3В. «Ключи» (пластмассовые перемычки) на разъемах исключают установку плат в «чужой» слот. Возможно изготовление универсальных плат, поддерживающих оба уровня сигналов (что сейчас и делает большинство производителей). Сочетание частот шины 33 МГц или 66 МГц с разрядностью данных предоставляет широкий диапазон пропускных способностей шины. Заметим, что при 66 МГц допустим уровень сигнала только 3,3В (а 33 МГц устройства могут выйти из строя на более высокой частоте).
64-рязрядные слоты пока встречаются только на высокопроизводительных серверах и рабочих станциях.
Спецификация PCI требует поддержки режима Multiple Bus Mastering (многостороннее управление шиной). В таком режиме устройства перехватывают управление шиной и самостоятельно распределяют ее ресурсы. Специальный таймер, имеющийся на устройстве, определяет максимальное время, в течение которого возможен монопольный доступ. Кроме того, предусмотрено автоматическое конфигурирование компонентов при включении питания.
По шине PCI возможна передача комбинированных данных (до восьми типов), например звуковых, видео, цифровых. Один канал контроллера PCI поддерживает до четырех слотов расширения. Для удвоения их числа применяется мост между парой контроллеров.
Метод передачи данных по шине называют Linear Burst (метод линейных пакетов). Т.е. данные при записи-чтении идут единым пакетом, т.к. адрес для каждого следующего байта автоматически увеличивается на единицу. Таким образом, отпадает необходимость передавать адресный блок. Для ускорения передачи применяется кэширование (поддерживаются методы отложенной «write-back» и сквозной «write-through» записи).
Важной особенностью интерфейса PCI является поддержка протокола Plug-and-Play (PnP). Спецификацией 2.1 определены три типа ресурсов: диапазон памяти, диапазон ввода-вывода и так называемое «пространство конфигурации». Последний ресурс включает три региона: заголовок (не зависит от конкретного типа устройства), блок устройства, пользовательский блок.
Заголовок содержит информацию об изготовителе, классе устройства (контроллер жесткого диска, адаптер SCSI и пр.), другие служебные сведения.
Содержание блока устройства зависит от конкретного его типа. В зависимости от метода, выбранного изготовителем, конфигурация устройства производится либо через BIOS (если в нем присутствует эта функция), либо программно через драйвер. Поле CIS (Card Information Structure – информационная структура платы) используется для индентификации устройств с интерфейсом PCMCIA. Еще одно поле определяет прерывание и время монопольного владения шиной.
В целом интерфейс PCI справляется с возложенными на него задачами в рамках присущих ему ограничений. Те же задачи, которые он не мог решить (например, передача больших массивов графических данных с высокой скоростью), были ловко переброшены фирмой Intel на плечи другого интерфейса – AGP.