PCI系统架构：busmaster与target交互与数据传输详解

PCI系统结构是一种广泛应用于个人计算机和工作站中的高性能总线架构，旨在实现高效的数据传输和系统组件间的交互。该结构主要由以下几个关键部分组成： 1. **PCI总线系统结构**：PCI (Peripheral Component Interconnect) 总线是由一个处理器（通常是CPU）通过L2 Cache与高速I/O总线（如PCI总线）相连。这种设计确保了I/O设备的独立性，即处理器升级不会影响I/O设备的设计，只需调整缓存/桥接部件即可。 - **L2 Cache和桥接**：处理器的L2 Cache与专用桥接器集成，桥接器允许处理器和I/O总线之间的数据交换。这样，处理器和内存之间的数据传输可以同时进行，提高系统性能。 - **总线主设备和目标设备**：PCI系统中的设备分为两类：busmaster（主设备）和target（目标设备）。busmaster通常是CPU或具有智能功能的适配器，负责发起数据传输请求；target设备则是被这些主设备访问的硬件。 - **Burst Transfer**：PCI通信以burst transfer方式进行，这是一种连续的数据传输模式，其中busmaster只需一次仲裁获得总线使用权。传输过程包含地址阶段（确定数据传输的起始地址和类型）和后续的数据阶段（实际的数据传输）。 - **地址管理**：在地址阶段，busmaster发送起始地址，并在交易开始时发送事务类型。目标设备将地址存储在地址计数器中，并负责根据接收到的地址自动递增，以支持连续的数据读写。 这种设计的优势在于简化了系统的复杂性，提高了数据传输效率，使得系统能够同时处理多个任务，增强了系统的灵活性和扩展性。在现代计算机系统中，PCI标准不断发展和演变，例如PCI Express (PCIe) 提供了更快的数据传输速度，进一步提升了系统性能。