【接口协议】13.PCI/PCIe

【嵌入式八股】一、语言篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/mwQPeM

【嵌入式八股】二、计算机基础篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/Mg5Lym

【嵌入式八股】三、硬件篇（本专栏）https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/MRVDlM

【嵌入式八股】四、嵌入式Linux篇https://www.nowcoder.com/creation/manager/columnDetail/MQ2bb0

PCI/PCIe

简介

PCI（Peripheral Component Interconnect）

• 介绍： PCI是一种老旧但仍然有用的计算机总线标准，最初用于连接内部硬件设备（如显卡、网卡、声卡等）到计算机主板。并行传输。
• 速度： 最初的PCI标准有一个总线速度为33 MHz的32位版本和一个总线速度为66 MHz的64位版本。它提供了传输速率为133 MB/s（PCI 32位，33 MHz）到达533 MB/s（PCI 64位，66 MHz）的带宽。
• 替代方案： 随着时间的推移，PCI已被更快速的接口标准所替代，例如PCIe。

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）

• 介绍： PCIe是PCI的进化版本，它为连接和传输数据提供更高的性能和速度。串行传输。
• 速度： PCIe提供了不同的版本，如PCIe 1.0、2.0、3.0、4.0和最新的PCIe 5.0，每个版本都有不同的传输速率。PCIe 5.0提供了每条通道每秒达到32 GB/s的速度。
• 通道： PCIe使用通道来传输数据，每个通道有一对发送和接收信号，这使得其在数据传输时更为高效。
• 适用性： 由于其高速和可扩展性，PCIe已成为连接图形卡、存储设备和其他外部硬件的主流接口标准，广泛用于现代计算机中。

PCI设备

配置PCI Agent设备

PCI设备可以简单地分为PCI Bridge和PCI Agent：

• PCI Bridge：桥，用来扩展PCI设备，必定有一个Root Bridge，下面还可以有其他Bridge。
• PCI Agent：真正的PCI设备(比如网卡)，是PCI树的最末端

怎么配置PCI Agent设备？

• 选中：通过IDSEL来选中某个设备

• 怎么访问配置空间：发起一个type 0的配置命令

  • PCI设备最多有8个功能，每个功能都有自己的配置空间(配置寄存器)
  • 你要访问哪个功能？哪个寄存器？发起 <img

• CPU读取配置空间的BAR，得知：这个PCI设备想申请多大空间
• CPU分配PCI地址，写到PCI设备的BAR里

配置PCI桥

• 跟一般的PCI设备一样，通过IDSEL来选中它
• 通过type 0配置命令读取配置空间，发现它是PCI桥设备，把分配的总线号写给它

• 发起一个type 1的配置命令

• 通过Bus Number访问到PCI桥

• PCI桥根据Device Number去驱动IDSEL，选中下一级的PCI设备

• 通过Function Number、Register Number访问PCI设备的配置空间

PCI设备的INTx中断机制

PCIe设备

PCIE怎么传输数据

既然PCIe是串行信号，那只能在"包"里传输地址、数据了。

• 需要定义包的格式：类型(Mem R/W) + 地址 + 数据
• 包怎么传递给对方、怎么确保不出错？有重传机制、有检验码
• 包怎么通过差分线传送出去？

PCIe总线的层次结构和数据包：

• 事务层(Tansaction Layer)：传输的是Transaction Layer Packet(TLP)

• 数据链路层(Data Link Layer)：传输的是Data Link Layer Packet(DLLP