n  PCI-устройства оборудованы таймером, который используется для определения максимального промежутка времени, в течение которого устройство может занимать шину.

Шина поддерживает метод передачи данных, называемый «linear burst» (метод линейных пакетов). Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) «одним куском», то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта, при этом увеличивается скорость передачи данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов.

На одной шине PCI может присутствовать несколько устройств, каждое из которых имеет свой номер (device number). В системе может присутствовать несколько шин PCI, каждая из которых имеет свой номер (PCI bus number). Шины нумеруются последовательно; шина, подключённая к главному мосту, имеет нулевой номер.

В каждой транзакции (обмене по шине) участвуют два устройства – инициатор (initiator) обмена, он же мастер (master) или ведущее устройство, и целевое (target) устройство, оно же ведомое (slave). Шина PCI все транзакции трактует как пакетные: каждая транзакция начинается фазой адреса, за которой может следовать одна или несколько фаз данных.

Конфигурационное пространство устройства PCI

Согласно спецификации, каждое устройство PCI имеет конфигурационное пространство (configuration space) размером 256 байт, в котором содержится информация о самом устройстве и о ресурсах, занимаемых устройством. Это пространство не приписано ни к пространству памяти, ни к пространству ввода-вывода. Доступ к нему осуществляется по специальным циклам шины Configuration Read и Configuration Write. После аппаратного сброса (или по включении питания) устройства PCI доступны только для операций конфигурационного чтения и записи. В этих операциях устройства выбираются по индивидуальным сигналам IDSEL и сообщают о потребностях в ресурсах и возможных вариантах конфигурирования. После распределения ресурсов, выполняемого программой конфигурирования (во время теста POST), в конфигурационные регистры устройства записываются параметры конфигурирования. Только после этого к устройству становится возможным доступ по командам обращения к памяти и портам ввода-вывода. Для того чтобы всегда можно было найти работоспособную конфигурацию, все ресурсы, занимаемые картой, должны быть перемещаемыми в своих пространствах. Для многофункциональных устройств каждая функция должна иметь свое конфигурационное пространство.

Конфигурационное пространство, формат которого представлен на рис. 1, состоит из трех областей:

n  область, не зависимая от устройства (device-independent header region);

n  область, определяемая типом устройства (header-type region);

n  область, определяемая пользователем (user-defined region).

Подробное описание полей конфигурационного пространства приведено в спецификации [4]. Рассмотрим кратко основные поля.

Рисунок 1. Формат конфигурационного пространства PCI

Vendor_ID, Device_ID, Class_Code

Поля Vendor_ID, Device_ID и Class_Code содержат код фирмы-изготовителя устройства, код устройства и код класса устройства. Классификация устройств и указание кода класса в его конфигурационном пространстве является важной частью спецификации PCI.

Код изготовителя, код устройства и код класса применяются в процессе поиска заданного устройства. Если необходимо найти конкретное устройство, то поиск выполняется по кодам устройства и его изготовителя; если необходимо найти все устройства определенного типа, то поиск выполняется по коду класса устройства. После того как устройство найдено, при помощи регистров базовых адресов можно определить выделенные ему области в адресном пространстве памяти и пространстве ввода-вывода (I/O).

Header_Type

Поле Header_Type определяет формат header-type области, а также является ли устройство многофункциональным. Идентификатором многофункционального устройства является бит 7 поля: если бит установлен в 1 – устройство поддерживает несколько функций, если сброшен в 0 – устройство выполняет только функцию.

Биты 0 – 6 определяют собственно формат header-type области: если эти биты обнулены (содержат код 0x00), то формат области header-type соответствует формату, представленому на рис. 1; значение 0x01 идентифицирует устройство как мост PCI-to-PCI, и формат header-type области описан в спецификации PCI-to-PCI Bridge Architecture Specification; значение 0x02 идентифицирует устройство как мост CardBus. Остальные значения зарезервированы.

Command

Командный регистр (поле Command) содержит средства управления устройством. Назначение отдельных бит этого регистра:

n  бит 0 – определяет реакцию устройства на обращение к нему через пространство портов I/O. Если бит сброшен в 0, устройство игнорирует попытки доступа к нему через порты I/O;

n  бит 1 – определяет реакцию устройства на обращение к нему через адресное пространство. Если бит установлен в 1, устройство отвечает на обращения к нему через адресное пространство; если бит сброшен в 0, то устройство на попытки доступа к нему не реагирует;

n  бит 2 – установленный в 1 бит разрешает устройству работать в режиме Bus Master.

Base Address Registers

Регистры базовых адресов (Base Address Registers) содержат выделенные устройству области в адресном пространстве и пространстве портов I/O. Бит 0 во всех регистрах базовых адресов определяет, куда будет отображен ресурс – на пространство портов I/O или на адресное пространство. Регистр базового адреса, отображаемый на пространство портов, всегда 32-разрядный, бит 0 установлен в 1. Регистр базового адреса, отображаемый на адресное пространство, может быть 32- и 64-разрядным, бит 0 сброшен в 0.