PCI总线协议详解：信号定义与操作

"PCI总线协议是计算机系统中一种重要的扩展总线标准，用于连接处理器和其他高速外设。本文主要介绍了PCI总线的信号线定义、数据传输周期、总线命令操作以及PCI总线开发技术的关键点。" PCI总线协议中，信号线的定义是理解其工作原理的基础。在PCI应用系统中，存在主设备和从设备的概念，主设备掌控总线并发起通信，而从设备响应主设备的请求。PCI接口的信号线分为必备和可选两类，目标设备至少需要47条引脚，主设备则需49条。这些信号按照功能分组，包括输入、输出、双向三态、持续三态和漏极开路信号。 1. 输入信号（in）：仅接收信息，不对外部线路产生影响。 2. 输出驱动信号（out）：从设备向总线发送信息。 3. 双向三态输入/输出驱动信号（t/s）：可以作为输入或输出，具有三态特性，即高阻状态。 4. 持续三态信号（s/t/s）：由一个主设备驱动并保持低电平有效，切换需至少一个时钟周期的高电平状态，确保无冲突。 5. 漏极开路信号（o/d）：允许多个设备共享同一线路，通过线或逻辑操作。 PCI总线信号线共有100根，主要包括以下几类： 1. 系统引线： - CLKin：时钟输入，为PCI接口提供时序，频率范围0到66MHz。 - RST#：复位信号，用于初始化PCI设备，所有输出信号在复位时变为三态。 2. 地址和数据引线： - AD0~AD31 (t/s)：地址/数据复用，根据C/BE#和IRDY/TDONE信号决定是地址周期还是数据周期。 3. 控制信号： - C/BE#（Command/Byte Enables）：控制信号，指示数据的读写和字节选择。 - IRDY/TDONE：接口就绪/传输完成，用于同步数据传输。 4. 其他关键信号： - DEVSEL#：设备选择信号，标识哪个从设备被选中。 - TRDY#：传输就绪，表明从设备准备好接收或发送数据。 - PARITY：奇偶校验，用于检测数据传输中的错误。 - STOP#：停止信号，用于中断当前总线事务。 PCI总线的数据传输周期包括地址阶段和数据阶段，地址阶段由主设备设置地址和命令，数据阶段则是在IRDY/TDONE信号的同步下进行数据交换。总线命令操作涉及读写操作、配置空间访问、中断请求等，这些都是PCI总线高效通信的基础。 PCI总线的开发技术涉及硬件设计、驱动程序编写、系统级集成等，需要理解和掌握PCI的电气规范、时序要求以及兼容性问题。通过这些技术，开发者能够构建基于PCI总线的高性能计算机系统和外设。