Шины PCI, PCI Express. Архитектура, дизайн, принципы функционирования

Сергей Петров
Автор

Серия:	Аппаратные средства
Издательство:	BHV
Год издания:	2006
Страниц:	416
Переплет:	Мягкая обложка
Формат:	70х100/16 (170х240 мм, увеличенный)
ISBN:	5-94157-383-9
Вес:	380 г
Рейтинг:	подано менее 2-х голосов
	Tweet

Ваша скидка: 8%
Цена: ~~77 400~~ 71 511 руб.
Срок поставки: 8 — 13 дней

Добавить в корзину

Продать такой же товар

Добавить в избранное

Поделиться с друзьями

В книге обобщены материалы комплекта спецификаций шин PCI и PCI Express. Рассмотрены все аспекты разработки устройств, приведена информация о конфигурационном пространстве и правилах работы с ним. Описаны требования, предъявляемые к электронным компонентам. Приведен протокол шины PCI: адресация, правила передачи, порядок следования и завершения транзакций, арбитраж и т. д. Объяснен механизм задержанных транзакций. Рассмотрены вопросы обеспечения помехоустойчивости и надежности, возможности по расширению до 64 разрядов. Описана организация регистров и структура записей 256-байтного пространства конфигурации. Раскрыты основные понятия и определения шины PCI Express, ее архитектура, принципы функционирования и обратная совместимость с шиной PCI.

Содержание

Глава 1. Введение в шину PCI
- История PCI
- Развитие шинной архитектуры
- Особенности PCI версии 2.3
- Методы коммутации
- Место шины PCI в вычислительной архитектуре
- Назначение шины
- Характеристики шины
- Пример PCI-системы
- Комплект стандартов и спецификаций
- Спецификация шины PCI
- Спецификация моста PCI-to-PCI
- Спецификация управления питанием PCI
- Спецификация "горячего" подключения PCI
- Спецификация Small PCI
- Спецификация PCI BIOS
- Спецификация мобильного PCI
- Спецификация Mini PCI
Глава 2. Элементная база шины PCI
- Схемотехнические основы построения шин
- Характеристики элементов ТТЛ и КМОП
- Шинная организация
- Логика с тремя состояниями
- Логика с открытым коллектором
- Проблемы разработки цифровых устройств
- Тупиковое состояние в статическом режиме
- Начальная установка
- Переключения
- Метастабильные состояния
- Крутизна фронтов тактовых импульсов
- Укороченные импульсы
- Электронные компоненты шины PCI
- Переход к напряжению 3,3 В
- Характеристики буфера ввода-вывода
- Мост PCI-to-PCI
- Назначение и терминология
- Примеры мостов
- Операционные усилители
- Обзор технологий CompactPCI и PCI-X
- CompactPCI
- Ключевые особенности стандарта CompactPCI
- Процессорные модули
- Системы ввода-вывода
- Производители
- Шина PCI-X
- Общие сведения
- Ключевые особенности
- Элементы PCI-X 1.0 и PCI, усиленные в PCI-X 2.0
- Новые функциональные возможности
- Заключение
Глава 3. Интерфейс шины
- Сигналы и линии шины
- Типы сигналов
- Обязательные линии
- Системные выводы
- Выводы адреса и данных
- Интерфейсные управляющие выводы
- Арбитражные выводы
- Выводы для сообщения об ошибках
- Выводы прерываний
- Пример соединений линий прерывания
- Дополнительные выводы
- Реализация линий PRSNT#, CLKRUN#
- Выводы расширения шины до 64 бит
- Выводы JTAG
- Выводы интерфейса SMBus
- Внеполосные сигналы
- Функции центрального ресурса
- Пример контроллера PCI
- Команды
- Назначение и классификация команд
- Правила и ограничения использования команд
- Правила использования команд чтения
- Возможные последствия упреждающего чтения
- Правила и порядок адресации
- Дешифрация пространства ввода-вывода
- Дешифрация адресного пространства памяти
- Дешифрация конфигурационного пространства
- Организация иерархических шин. Конфигурационные транзакции
- Программная генерация транзакций конфигурации
- Поддержка одноранговых шин
- Программная генерация специального цикла
- Выбор пространства конфигурации устройства
- Рекомендации соединения линии IDSEL
- Дешифрация пространства ввода-вывода для Legacy-устройств
- Рекомендации распределения адресного пространства устройств
Глава 4. Транзакции
- Введение
- Общее управление передачей информации
- Транзакции чтения и записи
- Транзакция чтения
- Транзакция записи
- Завершение транзакции
- Завершение транзакции мастером
- Завершение транзакции целью
- Правила завершения транзакции целью
- Операция "Retry"
- Операция "Disconnect with Data"
- Операция "Disconnect without Data"
- Завершение "Target-Abort"
- Требования для мастеров
- Задержанные транзакции
- Алгоритм задержанной транзакции
- Информация задержанной транзакции
- Отмена задержанной транзакции
- Последствия использования задержанных транзакций
- Поддержка многократных задержанных транзакций
- Транзакционные определения
- Упорядочивающие правила для многократных задержанных транзакций
- Упорядочивание задержанных транзакций
Глава 5. Порядок транзакций, арбитраж, оптимизация
- Правила следования транзакций
- Очередь транзакций для простых устройств
- Интерфейсная зависимость "мастер - цель"
- Отмена буферизованных данных
- Правила следования транзакций для мостов
- Модель "производитель - потребитель"
- Перечень упорядочивающих требований PCI
- Общие требования
- Перечень упорядочивающих требований задержанных транзакций
- Правила следования запросов
- Упорядочивание задержанных транзакций
- Независимость транзакций
- Задержанные транзакции. Применение сигнала LOCK#
- Условия возникновения ошибок
- Арбитраж
- Пример алгоритма арбитража системы
- Протокол сигналов арбитража
- Быстрые транзакции back-to-back
- Парковка арбитража
- Методы оптимизации на шине PCI
- Сигнал разрешения обращения к байтам и маршрут байтов
- Управление шиной и оборотный цикл
- Комбинирование, объединение и свертка
- Эффективность комбинирования, объединения и свертки
Глава 6. Служебные функции шины
- Дополнительные операции шины
- Выбор устройства
- Специальный цикл
- Сообщения специального цикла
- Пошаговая передача адреса или данных
- Подтверждение прерывания
- Монопольный доступ
- Введение
- Старт монопольного доступа
- Выполнение задержанных транзакций
- Продолжение блокированных операций
- Доступ к заблокированному агенту
- Завершение монопольного доступа
- Полная блокировка шины
- Функции обнаружения ошибок
- Генерация четности
- Проверка четности
- Ошибки четности адреса
- Сообщения об ошибках
- Сообщение по линии PERR#
- Сообщение по линии SERR#
- Бит состояния Master Data Parity Error
- Бит состояния Detected Parity Error
- Ошибки четности задержанных транзакций
- Восстановление ошибок
- Примеры исправления ошибок
- Задержки на шине
- Задержки цели
- Начальные задержки цели
- Задержки в блоках
- Задержка мастера
- Максимальное время записи в память
- Предел максимального времени выполнения
- Арбитражные задержки
- Влияние задержек на скорость передачи
- Расчет задержки арбитража
- Определение буферных требований
- Обобщение правил функционирования
- Условия стабильности сигналов
- Управление сигналами мастера
- Управление сигналами цели
- Фазы данных
- Алгоритм арбитража
- Временные задержки
- Правила выбора устройства
- Реализация проверки на четность
Глава 7. Дополнительные возможности расширения
- Расширение шины до 64 разрядов
- Определение размерности шины
- 64-битная адресация
- Работа шины на частоте 66 МГц
- Введение
- Пространство конфигурации
- Архитектура агента
- Протокол шины
- Определение вывода 66MHZ_ENABLE (M66EN)
- Задержки
- Электрическая спецификация
- Направления перехода к частоте 66 МГц
- Сигнальная среда
- Максимальные значения переменного тока и защита устройств
- Временные параметры
- Спецификация, обеспечиваемая производителем
- Рекомендации по расположению выводов
- Рекомендации синхронизации
- Спецификация системной платы
- Физические требования
- Четырехслойные системные платы
- Назначение выводов разъема
- Спецификация платы расширения
- Поддержка SMBus
- Требования системы SMBus
- Питание
- Физический и логический сегмент SMBus
- Способность к подключению шины
- Поддержка "Master" и "Slave"
- Адресация и конфигурация
- Фиксированный адрес устройств
- Электрические требования
- Поведение SMBus при системном сбросе шины PCI
- Требования платы расширения SMBus
- Связь
- Поддержка "Master" и "Slave"
- Адресация и конфигурация
- Питание
- Электрические требования
Глава 8. Спецификация компонентов PCI
- Введение
- Сигнальная среда 5 В
- Спецификация по постоянному току
- Спецификация по переменному току
- Максимальные значения переменного тока и защита устройств
- Сигнальная среда 3,3 В
- Спецификация по постоянному току
- Спецификация по переменному току
- Максимальные значения переменного тока и защита устройств
- Временные параметры
- Спецификация тактовых импульсов
- Временные параметры
- Условия испытаний и измерений
- Неопределенные входы и метастабильность
- Спецификация, обеспечиваемая производителем
- Рекомендации по расположению выводов
Глава 9. Спецификация системной платы
- Схемотехника системной платы
- Перекос синхронизации
- Системный сброс
- Нарушение правил сброса
- Нагрузка
- Питание
- Требования к питанию
- Последовательность активизации шин питания
- Распределение временных параметров
- Определение конечной точки времени Tprop
- Физические требования
- Четырехслойные системные платы
- Импеданс системной платы
- Назначение выводов разъема
- Реализация системной платы
Глава 10. Спецификация плат расширения
- Назначение выводов плат расширения
- Питание
- Емкостная развязка
- Максимальная потребляемая мощность
- Параметры среды распространения
- Предельные значения для длины проводников на печатных платах
- Четырехслойные платы расширения
- Импеданс
- Нагрузка линии
- Конструктивные особенности
Глава 11. Конфигурирование и обслуживание устройств
- Пространство конфигурации
- Функции пространства конфигурации
- Идентификация устройства
- Управление устройством
- Статус устройства
- Смешанные регистры
- CacheLine Size
- Latency Timer
- Built-in Self Test (BIST)
- CardBus CIS Pointer
- Interrupt Line
- Interrupt Pin
- MIN_GNT и MAX_LAT
- Subsystem Vendor ID и Subsystem ID
- Capabilities Pointer
- Базовые адреса
- Карта адресного пространства
- Выбор размера регистра базового адреса
- Регистр базового адреса ПЗУ расширения
- "Жизненные" данные изделия
- Драйверы устройств
- Сброс системы
- Список функциональностей
- Механизм запроса прерывания
- Структура функциональности MSI
- Алгоритм функционирования MSI
- Завершение транзакции MSI
- Требования приема и упорядочивания MSI-транзакций
- ПЗУ расширения
- Состав ПЗУ расширения
- Формат заголовка
- Формат структуры данных PCI
- Код процедуры POST
- Совместимость со стандартом PC
- Дополнительные поля заголовка
- Алгоритм функционирования POST при обработке образа
- Расширения функции INIT
- Структура образа
Глава 12. Технология PCI Express
- Введение
- Третье поколение соединений ввода-вывода
- Топология PCI Express
- Root Complex
- Endpoint
- Правила для существующих оконечных устройств
- Правила для оконечных устройств PCI Express
- Switch
- Мост PCI Express-to-PCI
- Обзор уровней PCI Express
- Уровень транзакций
- Канальный уровень
- Физический уровень
- Программная инициализация и конфигурирование
- Конфигурационная топология
- Конфигурационные механизмы PCI Express
- PCI-совместимый механизм доступа
- Расширенный конфигурационный механизм доступа PCI Express
- Блок регистров корневого комплекса
- Типы конфигурационных регистров
- PCI-совместимые конфигурационные регистры
- Общее конфигурационное пространство типа 0/1
- Заголовок конфигурационного пространства типа 0
- Заголовок конфигурационного пространства типа 1
- Управление питанием
- Состояния потребления питания канала
- Системная архитектура PCI Express
- Поддержка прерываний
- Модель прерываний PCI Express
- Программная модель PME
- Маршрут PME между иерархиями PCI Express и PCI
- Сообщение об ошибках и протоколирование
- Введение
- Классификация ошибок
- Правила обработки ошибок и PCI-отображения для мостов
- Поддержка виртуальных каналов
- Поддерживаемые конфигурации TC/VC
- Механизм "Device Synchronization Stop"
- Механизмы очищения/сброса
- Блокированные транзакции
- Правила инициирования и распространения блокированных транзакций
- Оконечные устройства Legacy Endpoint
- Оконечные устройства PCI Express
- Правила сброса для PCI Express
- Поддержка механизма Hot-Plug
- Пользовательская модель PCI Express Hot-Plug
- Девиация форм-факторов PCI
- Элементы стандартной пользовательской модели
- Индикаторы
- Ручная защелка MRL
- Сенсор MRL
- Электромеханическая блокировка
- Кнопка внимания
- Программный интерфейс пользователя
- Функция распределения питания
- Рекомендации процесса системного распределения питания
- Управление ограничением питания слота
- Управляющие регистры Slot Power Limit
- Заключение
Приложение 1. Идентификаторы функциональностей
Приложение 2. Коды классов
- Базовый класс 00h
- Базовый класс 01h
- Базовый класс 02h
- Базовый класс 03h
- Базовый класс 04h
- Базовый класс 05h
- Базовый класс 06h
- Базовый класс 07h
- Базовый класс 08h
- Базовый класс 09h
- Базовый класс 0Ah
- Базовый класс 0Bh
- Базовый класс 0Ch
- Базовый класс 0Dh
- Базовый класс 0Eh
- Базовый класс 0Fh
- Базовый класс 10h
- Базовый класс 11h
Приложение 3. Информация VPD
- Формат VPD
- Совместимость VPD
- Определение VPD
- Дескрипторы VPD
- Доступные для чтения поля
- Доступные для чтения/записи поля
- Пример VPD
Список литературы
Предметный указатель