原创 PCI局部总线协议的学习(1)

  最近在做关于PCI的IP，所以要先学习一下PCI局部总线协议。将学习的内容陆续写出来，表示自己已经理解这一部分了。

  1 总线交易

  1.1 总线读交易（Read Transaction）

  1.2 总线写交易（Write Transaction）

  1.3 交易的终止（Transaction Termination）

    所有交易的结束标志是FRAME#信号和IRDY#信号均已撤消而进入总线空闲状态。

  1.3.1 由主设备发起的终止（Master Initiated Termination）

    （1）正常终止（normal termination）：

    （2）废止终止（abort termination）：

总之，在所有PCI交易中，FRAME#和IRDY#应遵循如下原则：

（1）FRAME#和它相对应的IRDY#定义了总线的空闲状态和忙状态。当二者之一有效时，总线处于忙状态；当二者都无效时，总线处于空闲状态。

（2）一旦FRAME#被撤消，则同一个交易期内不能重新有效。

（3）除非IRDY#有效，否则不能撤消FRAME#（IRDY#必须在撤消FRAME#的第一个时钟边沿有效）。

（4）一旦主设备建立了IRDY#，在当前数据期完成之前，它不能改变IRDY#或FRAME#。

（5）最后一个数据期完成后，主设备必须撤消IRDY#信号。

  1.3.2 由目标设备发起的终止（Target Initiated Termination）

（1）重试（Retry）：没有数据传输，目标忙，暂不能进行交易。

（2）断开（Disconnect）：分为有数据断开和无数据断开两种情形。

有数据断开（disconnect with data）：

无数据断开情形1（disconnect1 without data）：

无数据断开情形2（disconnect2 without data）：

（3）目标废止终止（Target Abort）

作为主设备，必须具备正确处理所有目标终止的能力：

（1）在目标终止时撤消REQ#，保持无效至少两个时钟周期。

（2）因重试而终止时，主设备必须无条件的重复同一请求，直到该交易完成。同一请求指同一地址，同一命令，同一字节使能及写交易的同一写数据。一般的，主设备在发生重试时先撤消REQ#并保持无效至少两个时钟周期，然后重新使REQ#有效，申请使用总线。当获得总线使用权时，进行同一交易的重复。

  1.3.3 延迟交易（Delayed Transaction）

  使用延迟交易的设备有两种：I/O控制器和桥（特别是PCI-PCI桥）。一般的，I/O控制器只能处理一个单延迟交易，桥能够处理多个延迟交易以提高系统性能。延迟交易的目的是及时让出总线，提高总线利用率。

  延迟交易只包含单数据期，不能用于burst传输。

（1）延迟交易基本操作：

  一个延迟交易的完成需经过主设备请求、目标设备完成请求和主设备完成交易三个步骤。

第一步：主设备在总线上产生一个交易，目标设备译码该访问、锁存完成访问所需的请求信息并采用重试终止交易。

第二步：目标设备利用锁存的请求信息，独立完成请求。如读请求就获得读取的数据和完成状态。

第三步：主设备成功的重新仲裁总线并重复同一请求，目标设备译码请求并向主设备返回完成状态，如果是读请求还返回数据。

（2）延迟请求所需的信息，目标设备必须锁存：

    ● 地址；

    ● 命令；

    ● 字节使能；

    ● 奇偶错误响应位（配置空间命令寄存器的bit6）被设置时，锁存地址和数据的奇偶信息；

    ● REQ64#（如果是64位传输）；

（3）延迟交易的放弃

    对于一个延迟的请求，在它没有完成之前，要求主设备不断的重复该延迟的请求，因此，当一个延迟的请求还没有在目的总线进行完成尝试时，主设备可以将它放弃。如果目标设备已经在目标总线上进行完成尝试后，主设备必须继续重复操作，直到在目的总线上完成，不能放弃。目标设备可以在下列两种情况下放弃延迟完成：其一，延迟完成时对一个可预取区域的读操作；其二，在2¹⁵个时钟内主设备没有重复请求所有的延迟完成（读或写，可预取或不可预取）。