“计算机组成与系统结构”第6章 总线系统.ppt

* * 在PCI总线体系结构中有三种桥 HOST桥、PCI-PCI桥、PCI-LEGACY桥 其中，HOST桥又是PCI总线控制器，含有中央仲裁器 桥具有很重要的作用 一方面连接两条总线，使彼此之间相互通信 另一方面又是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上 从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表 * * 以桥连接实现的PCI总线结构具有很好的扩充性和兼容性， 允许多条总线并行工作 与处理器无关 不论HOST总线上是单CPU还是多CPU，也不论CPU是什么型号，只要有相应的HOST桥芯片（组），就可与PCI总线相连 * * PCI总线 采用32/64位数据线和32位地址线 使用同步时序协议，总线时钟是方波信号，频率是33/66MHz 定义了5V和3.3V两种工作电压 采用集中式仲裁方式 每个PCI主设备都有独立的REQ（总线请求）和GNT（总线授权）两条信号线与中央仲裁器相连 由中央仲裁器根据一定的算法对各主设备的申请进行仲裁，决定把总线使用权授予谁 * * 6.3.3 AGP总线 AGP（Accelerated Graphics Port，加速图形端口）总线标准是在PCI总线难以适应高总线频率和高视频带宽需求的情况下出现的 AGP是微型计算机系统中专门为3D显示而设置的加速图形接口 以66MHz（AGP的基频）PCI 2.1规范为基础 支持点对点连接 允许3D图形数据越过PCI总线 解决了PCI总线系统设计对于超高速系统的瓶颈问题 * * AGP总线的主要特点 1. 数据读写流水线操作 2. 数据传输频率大大提高 3. 直接存储器执行 4. 地址信号与数据信号分离 5. 并行操作 * * AGP有多种工作模式 基频工作，即以66MHz频率工作 以双倍频工作，即以133MHz频率工作 以四倍频工作，即以266MHz频率工作 以八倍频工作，即以532MHz频率工作 四种模式的技术参数 AGP为显卡提供了快速通道 在×2、×4、×8模式下，其最大传输率达到532MB/s、1.064GB/s、2.128GB/s AGP模式 工作频率（MHz） 数据传输率（MBps） 传输方式 ×1 66 266 上升沿 ×2 133 532 上升沿和下降沿 ×4 266 1064 上升沿和下降沿 ×8 532 2128 上升沿和下降沿 * * 6.3.4 PCI Express总线 随着Pentium 4前端总线频率的迅速提高（高达1GHz以上），原有的PCI总线标准已难以适应新的要求，因此，统一总线标准、提高总线带宽成为业界的普遍呼声，PCI Express应运而生 * * PCI Express是一种基于串行技术、高带宽连接点、芯片到芯片连接的新型总线技术 PCI Express采用4根信号线 两根差分信号线用于接收 另外两根差分信号线用于发送 信号频率2.5GHz，采用8/10位编码 定义了用于多种通道的连接方式 如×1、×4、×8、×16以及×32通道的连接器，分别对应于500MB/s、2GB/s、4GB/s、8GB/s和16GB/s的带宽 支持热插拔和热交换 * * PCI Express总线插槽 可用于ATX和BTX主板系统 * * PCI Express总线技术特点 1．两个设备之间点对点互连 与PCI设备共享同一总线资源不同，PCI Express采用点对点技术 能为每个设备提供独立通道带宽，无需在设备之间共享资源 充分保证设备的带宽资源，提高数据传输率 2．采用双通道技术，传输率高 采用类似于全双工模式的特殊双通道通信技术 使传输率大大提高 * * 3．扩展灵活方便 PCI总线只能在机箱内通过扩展插槽加以扩张，而PCI Express可以扩展到系统之外 通过PCI Express专用电缆将各种外围设备与系统内的PCI Express总线相连 4．引线少，功耗低 由于采用串行技术，因此每个通道仅需要4根引线 减少了引线数量 电源消耗的功率随之降低 * * 5．支持热插拔和热交换 通过PCI Express可以方便地将外部设备与总线进行在线插拔 6．软件层与PCI兼容 采用PCI Express总线标准的最大意义在于其通用性和兼容性 通过与PCI软件模块的完全兼容，可以确保现有设备和驱动程序不用修改仍能正常工作 * * 链式查询方式的主要特点 总线授权信号BG采用串行方式从一个I/O接口传送到下一个I/O接口 假如BG到达的接口无总线请求，则继续往下查询 假如BG到达的接口有总线请求，BG信号便不再往下查询 这意味着该I/O接口获得了总线控制权 显然，在查询链中离中央仲裁器最近的设备具有最高优先级，离中央仲裁器越远的设备其优先级越低 因此，链式查询是通过接口的优先级排队电路来实现