Спецификация локальной шины PCI

204 Pages·2.786 MB·Russian

Спецификация
локальной шины PCI

Реализация 2.0
30 Апреля, 1993
Реализация 2.0

Реализация Хронология реализации Дата
1.0 Оригинальное издание 6/22/92
2.0 Спецификации 4/30/93
соединительного разъема и
платы расширения

Специальная группа интересов PCI не несет ответственности за использование этого документа
и информации, содержащейся в нем, а также за любые ошибки, которые могут возникнуть в
этом документе, Специальная группа интересов PCI не берет на себя обязательств по
модифицированию приведенной здесь информации.

Для получения последней версии спецификации обращайтесь в Cпециальную группу интересов
PCI.

По всем вопросам и пожеланиям относительно спецификации PCI, либо по поводу вхождения в
состав Cпециальной группы интересов PCI, обращаться:

PCI Special Interest Group
M/S HF3-15A
5200 N.E. Elam Young Parkway
Hillsboro, Oregon 97124-6497
[phone]

Micro Channel, OS/2 и PC AT - зарегистрированные торговые марки IBM Corporation.
TRISTATE - зарегистрированная торговая марка National Semiconductor.
Intel386, Intel486 и Pentium - торговые марки Intel Corporation.
Ethernet - зарегистрированная торговая марка Xerox Corporation.

II
Реализация 2.0

Copyright © 1992, 1993 PCI Special Interest Group
II
Реализация 2.0

Содержание

Глава 1 Введение

1.1. Содержание спецификации...........................................................................................................................1
1.2. Предварительные замечания.........................................................................................................................2
1.3. Применения локальной шины PCI................................................................................................................2
1.4. Краткий обзор локальной шины PCI............................................................................................................3
1.5. Особенности и преимущества локальной шины PCI..................................................................................5
1.6. Управление.....................................................................................................................................................7

Глава 2 Описание сигналов

2.1. Описание типов сигналов............................................................................................................................10
2.2. Функциональные группы выводов.............................................................................................................10
2.2.1. Системные выводы............................................................................................................................10
2.2.2. Адресные выводы и выводы данных...............................................................................................11
2.2.3. Интерфейсные управляющие выводы.............................................................................................12
2.2.4. Арбитражные выводы (только для мастеров шины).....................................................................13
2.2.5. Выводы для сообщения об ошибках..............................................................................................14
2.2.6. Выводы прерываний (необязательно).............................................................................................15
2.2.7. Выводы поддержки кэша (необязательно)......................................................................................16
2.2.8. Выводы расширения шины до 64-бит (необязательно) ................................................................17
2.2.9. Выводы JTAG/периферийного сканирования (необязательно)....................................................18
2.3. Остальные сигналы......................................................................................................................................18
2.4. Функции центрального ресурса..................................................................................................................18

III
Реализация 2.0

Глава 3 Функционирование шины

3.1. Операции на шине........................................................................................................................................19
3.1.1. Описание операций...........................................................................................................................19
3.1.2. Правила использования операций...................................................................................................21
3.2. Основы протокола для PCI..........................................................................................................................18
3.2.1. Общее управление передачей информации....................................................................................24
3.2.2. Адресация .........................................................................................................................................24
3.2.3. Выравнивание байта..........................................................................................................................26
3.2.4. Управление шиной и оборотный цикл............................................................................................27
3.3. Транзакции на шине.....................................................................................................................................28
3.3.1. Транзакция чтения.............................................................................................................................28
3.3.2. Транзакция записи.............................................................................................................................29
3.3.3. Завершение транзакции.....................................................................................................................30
3.4. Арбитраж......................................................................................................................................................37
3.4.1. Протокол сигналов арбитража.........................................................................................................37
3.4.2. Быстрые back-to-back транзакции...................................................................................................39
3.4.3. Фиксирование арбитража.................................................................................................................41
3.4.4. Временные задержки........................................................................................................................42
3.5. Монопольный доступ ..................................................................................................................................46
3.5.1. Инициирование монопольного доступа..........................................................................................48
3.5.2. Продолжение монопольного доступа..............................................................................................49
3.5.3. Осуществление доступа к блокированному агенту.......................................................................50
3.5.4. Завершение монопольного доступа.................................................................................................51
3.5.5. Поддержка сигнала LOCK# и согласование кэша обратной записи............................................51
3.5.6. Полная блокировка шины ................................................................................................................52
3.6. Другие операции с шиной ..........................................................................................................................52
3.6.1. Выбор устройства..............................................................................................................................52
3.6.2. Специальный цикл............................................................................................................................53
3.6.3. Пошаговая передача адреса/данных................................................................................................55
3.6.4. Цикл конфигурации..........................................................................................................................56
3.6.5. Подтверждение прерывания ............................................................................................................64
3.7. Функции ошибок..........................................................................................................................................66
3.7.1. Контроль по четности ......................................................................................................................65
3.7.2. Сообщения об ошибках....................................................................................................................66

IV
Реализация 2.0

3.8. Поддержка кэша ..........................................................................................................................................69
3.8.1. Определение состояний кэша...........................................................................................................70
3.8.2. Поддерживаемые состояния и переходы........................................................................................72
3.8.3. Временные диаграммы.....................................................................................................................73
3.8.4. Поддержка кэша сквозной записи...................................................................................................76
3.8.5. Замечания по арбитражу...................................................................................................................77
3.9. Расширение шины до 64 разрядов..............................................................................................................77
3.9.1. 64-разрядная адресация на PCI........................................................................................................80
3.10. Соображения по специальному проектированию...................................................................................83

Глава 4 Электрическая спецификация

4.1 Краткий обзор ...............................................................................................................................................85
4.1.1. Схема перехода от питания 5В к питанию 3.3В.............................................................................85
4.1.2. Спецификации динамических и статических характеристик........................................................87
4.2. Спецификация компонентов.......................................................................................................................88
4.2.1. 5В - режим передачи сигналов.........................................................................................................89
4.2.2. 3.3В - режим передачи сигналов......................................................................................................93
4.2.3. Спецификация синхронизации.........................................................................................................96
4.2.4. Спецификация, обеспечиваемая поставщиками...........................................................................100
4.2.5. Рекомендации по расположению контактов.................................................................................100
4.3. Спецификация материнской платы..........................................................................................................101
4.3.1. Перекос синхронизации..................................................................................................................101
4.3.2. Сброс ...............................................................................................................................................102
4.3.3. Нагрузка...........................................................................................................................................103
4.3.4. Питание............................................................................................................................................104
4.3.5. Распределение синхронизации системы.......................................................................................105
4.3.6. Конструктивные требования .........................................................................................................106
4.3.7. Назначения контактов разъема......................................................................................................107
4.4. Спецификация платы расширения............................................................................................................111
4.4.1. Назначение контактов платы..........................................................................................................111
4.4.2. Требования питания........................................................................................................................115
4.4.3. Конструктивные требования .........................................................................................................116

V
Реализация 2.0

Глава 5 Конструктивная спецификация

5.1. Краткий обзор ............................................................................................................................................119
5.2. Физические размеры и допуски платы расширения...............................................................................120
5.2.1. Физическое описание разъема.......................................................................................................133
5.2.2. Планарное исполнение....................................................................................................................145

Глава 6 Пространство конфигурации

6.1. Организация пространства конфигурации...............................................................................................149
6.2. Функции пространства конфигурации ....................................................................................................151
6.2.1. Идентификация устройства............................................................................................................151
6.2.2. Управление устройством................................................................................................................154
6.2.3. Состояние устройства.....................................................................................................................156
6.2.4. Смешанные функции......................................................................................................................158
6.2.5. Базовые адреса ................................................................................................................................159
6.3. Расширенные PCI ROM............................................................................................................................163
6.3.1. Содержание расширенных PCI ROM............................................................................................163
6.3.2. Листинг процедуры теста при включении питания (POST).......................................................166
6.3.3. PC-совместимые расширенные ROM............................................................................................167
6.3.4. Драйверы устройств ......................................................................................................................169
6.4. Сброс системы............................................................................................................................................170

Приложение A Сообщения специального цикла

Приложение B Конечные автоматы

Приложение C Правила эксплуатации

Глоссарий
VI
Реализация 2.0

Предисловие

Более ранние документы, заменяемые данной спецификацией

Этот документ содержит формальные спецификации протокола, а также электрических и механических
особенностей локальной шины PCI (реализация 2.0) в качестве промышленной версии, действующей с
30 апреля 1993 года. Данная спецификация содержит более новые сведения, чем следующие документы:

• Peripheral Component Interconnect (Спецификация соединений периферийных компонентов),
реализация 1.0, вступила в силу 22 июня 1992 года.
• Technical Addendum to PCI Specification (Техническое приложение к спецификации PCI), реализация
1.0, действует с сентября 1992 года.
• Peripheral Component Interconnect, Add-in Board/Connector (ABC) Addendum (Draft) (Взаимосвязи
периферийных компонентов, встраиваемые/подсоединяемые приложения -ABC). Проект вступил в
силу 10 ноября 1992 года.
• Peripheral Component Interconnect, Add-in Board/Connector (ABC) Addendum (Final Version)
(Взаимосвязи периферийных компонентов, встраиваемые/подсоединяемые приложения), действует с
марта 1992 года.
• PCI Electrical Definition (Final Version) (Электрическое описание сигналов PCI), действует с 19 апреля
1993 года.

Кроме того, следующие документы не отражают текущие требования для данной Спецификации
локальной шины PCI, реализация 2.0, и будут пересмотрены специальной группой интересов PCI:

• PCI BIOS Specification (Спецификация PCI BIOS), реализация 2.0, введенная в действие с 28 сентября
1992 года фирмой Intel Corporation
• Предварительное руководство по системному проектированию PCI, реализация 0.6, действует с 1
ноября 1992 года.

Объединение запросов по техническим изменениям (ECRs)

Управляющий комитет специальной группы интересов PCI (SIG) постановил, чтобы последующие
запросы ECRs, которые находятся в различных стадиях ECR - цикла утверждения, были включены в
данную промышленную версию спецификации:

Первые два запроса, которые прошли 30 дней освидетельствования группой SIG без значительных
дополнений или изменений, были одобрены управляющим комитетом для учета в спецификации. Они
пройдут мандатный период, с учетом поступления протеста от членов SIG в течение срока до 20 мая
1993 года:

1. ″Стандартный доступ к пространству конфигураций″ (″Standardized Access to Configuration Space″)
2. ″Стандартный механизм для генерирования специальных циклов″ (″Standardized Mechanism for
Generating Special Cycles″)
VII
Реализация 2.0

Считается, что два из трех предложенных запросов ECRs делают слишком малый акцент на
существующие разработки и вряд ли смогут получить сколько-нибудь значимые результаты для
компаний, входящих в состав группы SIG.

Таким образом, были включены следующие дополнения:
3. ″Mechanical Modifications to ABC Addendum″ (″Механические поправки для ABC - приложений″) -
здесь корректируется ряд механических параметров;
4. ″Fast Back-to-Back Cycles″ (″Быстрые циклы back-to-back″) - точно определяет целевое поведение и
обеспечивает дополнительный механизм, в котором можно определять возможности и ″поведение″
шины. Вполне возможно, что большинство целей уже ″неосознанно″ обеспечивают это решение.

Последний предложенный ECR, который не был включен в финальную спецификацию, также не
затрагивает значимых проблем:

5. ″Mechanical: ISA Extender Design″ (″Механическая проблема: разработка расширителя ISA″) -
корректирует разработку, использующую существующую системную механическую поддержку, и
добавляет вентиляционные отверстия на расширитель, чтобы улучшить вентиляцию системы.

Последние три ECRs были представлены 23 апреля 1993 года в SIG, для рассмотрения. Каждый из них
пройдет проверку и период ″протеста″ в соответствии с уставом SIG. Если на одном из пяти запросов
ECRs будет затронута любая значительная проблема, то компании, входящие в SIG, и
зарегистрированные держатели спецификации будут своевременно уведомлены относительно данной
проблемы и ее влияния на спецификацию, как определено здесь.

Комментарий к тексту
В этом документе будут использоваться следующие наименования:

Установившийся, Эти термины относятся к видимому общему состоянию
неустановившийся сигнала по фронту синхроимпульса, а не к переходным
сигналам.

Фронт, фронт синхросигнала Термины фронт и фронт синхросигнала относятся к
положительному фронту сигнала. Для шины PCI имеют
значение тактирующие сигналы именно с положительным
фронтом.

# Символ # в конце названия сигнала указывает, что активное
состояние сигнала - при низком значении напряжения.
Отсутствие символа # указывает, что сигнал активен при
высоком напряжении.

зарезервировано Содержание, неопределенные состояния или другая
информация в настоящий момент времени еще не
определены. Использование любой зарезервированной
области в спецификации PCI не разрешается. Все такие
области в спецификации PCI могут быть изменены только
согласно уставу Специальной группы интересов PCI. Любое
использование зарезервированных областей в PCI
спецификации приведет к тому, что изделие не будет PCI-
совместимо. Функциональные возможности такого изделия
нельзя гарантировать для этой или любой другой будущей
реализации спецификации PCI.

наименования сигналов Наименования сигналов отмечаются полужирным
шрифтом. При первом упоминании о сигнале, его полное
имя дается вместе с сокращением в круглых скобках. После
этого сигнал уже упоминается с сокращением.
VIII
Реализация 2.0

VIII