Транзакции на шине PCI
Шина PCI в действительности очень проста. Чтобы лучше понять это, рассмотрим временную диаграмму на рис. 3.52. Здесь мы видим транзакцию чтения, за ней следуют пустой цикл и транзакция записи, которая осуществляется тем же задающим устройством.
Рис. 3.52. Примеры 32-разрядных транзакций на шине PCI. Во время первых трех циклов происходит операция чтения, затем идет пустой цикл, а следующие три цикла —
операция записи
Во время цикла Т{ на спаде синхронизирующего сигнала задающее устройство помещает адрес на линии АБ и команду на линии С/ВЕ#. Затем задающее устройство устанавливает сигнал ЕИАМЕ#, чтобы начать транзакцию.
Во время цикла Т2 задающее устройство переключает шину, чтобы подчиненное устройство могло воспользоваться ею во время цикла Т3. Задающее устройство также изменяет сигнал С/ВЕ#, чтобы указать, какие байты в слове ему нужно считать.
Во время цикла Т3 подчиненное устройство устанавливает сигнал ОЕУ8ЕЬ#. Этот сигнал сообщает задающему устройству, что подчиненное устройство полу чило адрес и собирается ответить. Подчиненное устройство также помещает данные на линии AD и выдает сигнал TRDY#,- который сообщает задающему устройству о данном действии. Если подчиненное устройство не может ответить быстро, оно не снимает сигнал DEVSEL#, извещающий о присутствии этого устройства, но при этом не устанавливает сигнал TRDY# до тех пор, пока не сможет передать данные. При такой процедуре вводится один или несколько периодов ожидания.
В нашем примере (который вполне может произойти в действительности) следующий цикл — пустой. Мы видим, что в цикле Т5 то же самое задающее устройство инициирует процесс записи. Сначала оно, как обычно, помещает адрес и команду на шину. В следующем цикле оно выдает данные. Поскольку линиями AD управляет одно и то же устройство, цикл переключения не требуется. В цикле Т7 память принимает данные.
PCI Express
Возможностей шины PCI вполне достаточно для большинства современных приложений, однако потребность в ускорении ввода-вывода постепенно дезорганизует некогда стройную внутреннюю архитектуру ПК. Рисунок 3.50 наглядно свидетельствует о том, что шина PCI более не является центральным элементом, сводящим воедино компоненты ПК. Эту роль теперь выполняет мост между шинами.
Суть проблемы заключается в том, что со временем появляется все больше устройств ввода-вывода, требования по быстродействию которых не соответствуют возможностям шины PCI. Разгон тактовой частоты шины — далеко не лучшее решение, поскольку только усугубляет перекос шины, перекрестные помехи между проводниками и емкостное сопротивление. При появлении каждого нового устройства, которое оказывается слишком быстрым для шины PCI (будь то графический адаптер, жесткий диск, сетевой контроллер и т. д.), разработчикам Intel приходится создавать очередной специализированный порт, с помощью которого мост позволяет этому устройству обходить шину PCI. Естественно, такое решение с каждым прецедентом становится все менее эффективным.
Еще один недостаток шины PCI состоит в чрезмерных габаритах плат. Их трудно уместить в корпуса современных портативных компьютеров, не говоря уже о карманных моделях. В то же время, производители постоянно уменьшают размеры выпускаемых устройств. Кроме того, некоторые производители планируют перейти на новую схему размещения устройств в корпусах ПК — конкретнее, размещать процессор и память в отдельном закрытом отсеке, а жесткий диск — внутри монитора. Платы PCI не позволяют реализовать эти планы.