PCI、PCI-X和PCI Express的原理及體系結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

PCI Express是一種新的IO互連結(jié)構(gòu)，被稱為第三代本地IO總線，與其前任總線（PCI/PCI?X）相比，在總線結(jié)構(gòu)上采取了根本性的變革，以滿足現(xiàn)在的及將來的處理器和外圍設(shè)備提出的更高的帶寬要求。本書首先對(duì)PCI/PCI?X總線架構(gòu)作了全面、簡(jiǎn)要的介紹；然后在整體描述PCI Express架構(gòu)的基礎(chǔ)上，逐一對(duì)PCI Express所采用的新方法、新思路和新技術(shù)進(jìn)行了深入的描述與討論；最后完整地介紹了與PCI兼容的PCI Express配置機(jī)制及配置寄存器。使讀者在了解新一代IO互連結(jié)構(gòu)的過程中獲得計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)方面的理論和知識(shí)，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件的開發(fā)能力。    本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)研究領(lǐng)域的研究生教材，可為從事相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)的老師提供教學(xué)參考，對(duì)于從事個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)的科技人員來說，也是一本內(nèi)容翔實(shí)，可讀性強(qiáng)的參考書。

書籍目錄

第1章　PCI及PCI－X架構(gòu)綜述　1.1　PCI架構(gòu)綜述　　1.1.1　基于PCI總線的結(jié)構(gòu)　　1.1.2　PCI總線信號(hào)的定義和功能　　1.1.3　PCI總線的事務(wù)類型　　1.1.4　系統(tǒng)地址空間及PCI地址空間映射　　1.1.5　PCI總線主要的總線操作　　1.1.6　改進(jìn)的PCI總線系統(tǒng)　　1.1.7　PCI總線結(jié)構(gòu)的局限性　1.2　PCI－X架構(gòu)簡(jiǎn)述　　1.2.1　寄存器－寄存器的信號(hào)傳送協(xié)議　　1.2.2　PCI－X提高總線效率的改進(jìn)措施　　1.2.3　PCI－X支持消息通知中斷MSI　　1.2.4　PCI－X 1.0總線平臺(tái)例第2章　PCI Express架構(gòu)概覽　2.1　PCI Express的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　　2.1.1　PCI Express結(jié)構(gòu)的基本元素　　2.1.2　PCI Express系統(tǒng)示例　　2.1.3　系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示例　2.2　PCI Express事務(wù)介紹　　2.2.1　PCI Express事務(wù)協(xié)議簡(jiǎn)述　　2.2.2　PCI Express事務(wù)舉例　2.3　PCI Express設(shè)備的層次　　2.3.1　設(shè)備層及相應(yīng)的包　　2.3.2　PCI Express設(shè)備各層的關(guān)鍵功能第3章　事務(wù)層包和事務(wù)路由　3.1　事務(wù)層包TLP　　3.1.1　TLP的組裝與拆解　　3.1.2　TLP結(jié)構(gòu)　　3.1.3　請(qǐng)求事務(wù)和完成事務(wù)的TLP 　3.2　地址空間和事務(wù)路由　　3.2.1　事務(wù)層包的路由基礎(chǔ)　　3.2.2　與路由有關(guān)的即插即用配置　　3.2.3　事務(wù)層包的路由機(jī)制第4章　數(shù)據(jù)鏈路層包和ACK/NAK鏈路傳輸協(xié)議　　4.1　數(shù)據(jù)鏈路層包DLLP　　4.1.1　DLLP的組裝與拆解　　4.1.2　DLLP的類型和結(jié)構(gòu)　　4.1.3　DLLP的包格式　4.2　ACK/NAK鏈路傳輸協(xié)議　　4.2.1　ACK/NAK協(xié)議概覽　　4.2.2　發(fā)送方ACK/NAK協(xié)議　　4.2.3　接收方ACK/NAK協(xié)議　　4.2.4　包的處理優(yōu)先序　　4.2.5　關(guān)于ACK/NAK協(xié)議可靠傳遞TLP的例證　4.3　交換開關(guān)的直通模式　　4.3.1　交換開關(guān)對(duì)直通模式的需求　　4.3.2　交換開關(guān)的直通模式第5章　傳輸類別、虛通道和仲裁　5.1　服務(wù)質(zhì)量的概念　5.2　傳輸類別和虛通道　　5.2.1　VC配置寄存器的結(jié)構(gòu)　　5.2.2　VC分配和TC映射　5.3　仲裁　　5.3.1　虛通道仲裁　　5.3.2　端口仲裁　　5.3.3　非交換開關(guān)的端口仲裁和VC仲裁第6章　流控制協(xié)議　6.1　流控制概念　6.2　流控制機(jī)構(gòu)的組成　　6.2.1　流控制緩沖器　　6.2.2　流控制包　　6.2.3　流控制機(jī)構(gòu)的元素及其作用　6.3　流控制機(jī)構(gòu)的操作示例　　6.3.1　初始化之后的流控制　　6.3.2　流控制緩沖器填滿　　6.3.3　流控制信用量循環(huán)指針的翻轉(zhuǎn)　　6.3.4　FC緩沖器溢出錯(cuò)誤檢查　6.4　流控制信用量的通報(bào)數(shù)量　　6.4.1　不限定的流控制信用量的通報(bào)　　6.4.2　通報(bào)信用量的最少數(shù)量要求　6.5　流控制初始化和流控制更新　　6.5.1　流控制初始化的過程與步驟　　6.5.2　流控制初始化之后的流控制更新第7章　事務(wù)排序　7.1　基本的排序規(guī)則　　7.1.1　生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型　　7.1.2　PCI Express的基本排序規(guī)則　7.2　寬松排序　　7.2.1　RO對(duì)存儲(chǔ)器寫和消息事務(wù)的影響　　7.2.2　RO對(duì)存儲(chǔ)器讀事務(wù)的影響　　7.2.3　基于強(qiáng)排序和RO屬性的基本排序規(guī)則　7.3　強(qiáng)排序規(guī)則的修正　　7.3.1　強(qiáng)排序引起的事務(wù)阻塞　　7.3.2　弱排序修正方案　7.4　支持PCI總線和避免死鎖第8章　中斷　8.1　消息信號(hào)中斷　　8.1.1　MSI能力寄存器組及其配置步驟　　8.1.2　MSI中斷請(qǐng)求的生成　　8.1.3　使用MSI中斷的注意事項(xiàng)　8.2　虛擬INTx信號(hào)中斷　　8.2.1　PCI的中斷提交方法　　8.2.2　虛擬INTx#信號(hào)發(fā)送　　8.2.3　INTx消息傳遞相關(guān)的規(guī)則第9章　物理層　9.1　邏輯物理層的發(fā)送邏輯　　9.1.1　多路控制邏輯　　9.1.2　字節(jié)剝解　　9.1.3　亂序器　　9.1.4　8/10b編碼　　9.1.5　發(fā)送邏輯的其他有關(guān)事項(xiàng)　9.2　邏輯物理層的接收邏輯　　9.2.1　Rx時(shí)鐘還原與串/并轉(zhuǎn)換　　9.2.2　符號(hào)鎖定　　9.2.3　去除通路間的時(shí)差　　9.2.4　接收器時(shí)鐘補(bǔ)償邏輯　　9.2.5　8/10b譯碼器　　9.2.6　除亂序器　　9.2.7　解除字節(jié)剝解邏輯和過濾器　　9.2.8　物理層錯(cuò)誤處理　9.3　電氣物理層　　9.3.1　差分驅(qū)動(dòng)器和差分接收器　　9.3.2　高速電氣信號(hào)傳送的一些要求　　9.3.3　探測(cè)接收器　　9.3.4　電氣閑　　9.3.5　減重（預(yù)加重）　　9.3.6　發(fā)送器驅(qū)動(dòng)器的特性　　9.3.7　輸入接收器的特性　　9.3.8　各電源狀態(tài)下的電氣物理層狀態(tài)第10章　系統(tǒng)復(fù)位　10.1　兩類系統(tǒng)復(fù)位　　10.1.1　基本復(fù)位　　10.1.2　帶內(nèi)復(fù)位　10.2　復(fù)位退出　10.3　將鏈路從L2低功耗狀態(tài)喚醒第11章　鏈路訓(xùn)練和初始化　11.1　鏈路訓(xùn)練和初始化的內(nèi)容　11.2　鏈路訓(xùn)練和初始化期間所使用的有序集　　11.2.1　TS1和TS2有序集　　11.2.2　其余有序集　11.3　鏈路訓(xùn)練和狀態(tài)機(jī)　　11.3.1　Detect狀態(tài)　　11.3.2　Polling狀態(tài)　　11.3.3　Configuration狀態(tài)　　11.3.4　L0狀態(tài)　　11.3.5　L0s狀態(tài)　　11.3.6　L1狀態(tài)　　11.3.7　L2狀態(tài)　　11.3.8　Recovery狀態(tài)　　11.3.9　Hot Reset狀態(tài)　　11.3.10　Disable狀態(tài)　　11.3.11　Loopback狀態(tài)　11.4　LTSSM有關(guān)的配置寄存器　　11.4.1　鏈路能力寄存器　　11.4.2　鏈路狀態(tài)寄存器　　11.4.3　鏈路控制寄存器第12章　電源管理　12.1　電源管理配置軟件的基礎(chǔ)　　12.1.1　PCI PM基礎(chǔ)　　12.1.2　電源管理狀態(tài)的定義及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境信息的定義　　12.1.3　PCI Express電源管理與ACPI　12.2　功能的電源管理　　12.2.1　設(shè)備的PM狀態(tài)　　12.2.2　PM能力寄存器組　12.3　鏈路的活躍狀態(tài)電源管理　　12.3.1　活躍狀態(tài)電源管理概述　　12.3.2　L0s狀態(tài)　　12.3.3　L1 ASPM狀態(tài)　　12.3.4　ASPM退出等待時(shí)間　12.4　軟件發(fā)起的鏈路電源管理　　12.4.1　D1/D2/D3Hot和L1狀態(tài)　　12.4.2　L2/L3 Ready狀態(tài)　12.5　鏈路喚醒協(xié)議和PME的產(chǎn)生　　12.5.1　PME消息及相關(guān)事宜　　12.5.2　喚醒非通信鏈路　　12.5.3　輔助電源第13章　熱插拔　13.1　PCI Express的熱插拔環(huán)境與硬軟件組成要素　　13.1.1　PCI和PCI Express熱插拔之間的不同　　13.1.2　熱插拔所涉及的軟件　　13.1.3　熱插拔所涉及的硬件　13.2　卡拔出和插入的過程　　13.2.1　On和Off狀態(tài)　　13.2.2　卡拔出步驟　　13.2.3　卡插入過程　13.3　標(biāo)準(zhǔn)化的使用模型　　13.3.1　標(biāo)準(zhǔn)用戶接口　　　13.3.2　標(biāo)準(zhǔn)的熱插拔控制信號(hào)接口　13.4　熱插拔控制器編程接口　　13.4.1　插槽能力寄存器　　13.4.2　插槽控制寄存器　　13.4.3　插槽狀態(tài)寄存器　　13.4.4　卡插槽與服務(wù)器IO模塊　13.5　插槽號(hào)　13.6　熱插拔原語第14章　錯(cuò)誤檢測(cè)和處理　14.1　PCI Express錯(cuò)誤管理概述　　14.1.1　PCI Express錯(cuò)誤檢測(cè)范圍　　14.1.2　錯(cuò)誤報(bào)告渠道　　14.1.3　錯(cuò)誤分類　14.2　PCI Express的錯(cuò)誤源　　14.2.1　ECRC的產(chǎn)生和檢查　　14.2.2　數(shù)據(jù)中毒　　14.2.3　TC到VC的映射錯(cuò)誤　　14.2.4　鏈路流控制有關(guān)的錯(cuò)誤　　14.2.5　畸形事務(wù)層包　　14.2.6　分割事務(wù)錯(cuò)誤　14.3　錯(cuò)誤分類及錯(cuò)誤報(bào)告方法　　14.3.1　錯(cuò)誤分類　　14.3.2　錯(cuò)誤報(bào)告方法　14.4　基本的錯(cuò)誤檢測(cè)和處理　　14.4.1　PCI兼容的錯(cuò)誤報(bào)告機(jī)制　　14.4.2　PCI Express的錯(cuò)誤報(bào)告機(jī)制　14.5　高級(jí)的錯(cuò)誤報(bào)告機(jī)制　　14.5.1　ECRC的產(chǎn)生和檢查　　14.5.2　高級(jí)可糾正錯(cuò)誤的處理　　14.5.3　高級(jí)不可糾正錯(cuò)誤的處理　　14.5.4　錯(cuò)誤日志　　14.5.5　根復(fù)合體的錯(cuò)誤跟蹤和報(bào)告　14.6　錯(cuò)誤處理流程第15章　PCI Express配置機(jī)制及系統(tǒng)枚舉　15.1　PCI Express的配置空間　　15.1.1　配置空間的作用　　15.1.2　配置空間的層次和大小　　15.1.3　配置空間的布局結(jié)構(gòu)　15.2　PCI Express的配置訪問機(jī)制　　15.2.1　PCI兼容的配置訪問機(jī)制　　15.2.2　PCI Express增強(qiáng)的配置訪問機(jī)制　　15.2.3　關(guān)于初始的配置訪問的一些時(shí)間規(guī)定　15.3　PCI Express枚舉　　15.3.1　對(duì)具有單個(gè)根復(fù)合體系統(tǒng)的枚舉　　15.3.2　對(duì)具有多個(gè)根復(fù)合體系統(tǒng)的枚舉　15.4　與系統(tǒng)枚舉和系統(tǒng)拓?fù)溆嘘P(guān)的一些問題　　15.4.1　根復(fù)合體和交換開關(guān)內(nèi)的多功能設(shè)備　　15.4.2　嵌入根復(fù)合體和交換開關(guān)內(nèi)的端點(diǎn)　　15.4.3　設(shè)備ID的獲知和記憶第16章　PCI兼容的配置寄存器　16.1　類型0配置頭標(biāo)區(qū)　　16.1.1　用來識(shí)別設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的寄存器　　16.1.2　頭標(biāo)類型寄存器　　16.1.3　BIST寄存器　　16.1.4　能力指針寄存器　　16.1.5　Card Bus卡信息結(jié)構(gòu)指針寄存器　　16.1.6　命令寄存器　　16.1.7　狀態(tài)寄存器　　16.1.8　基地址寄存器　　16.1.9　擴(kuò)充ROM及擴(kuò)充ROM基地址寄存器　　16.1.10　中斷線寄存器　　16.1.11　中斷引腳寄存器　16.2　類型1配置頭標(biāo)區(qū)　　16.2.1　總線號(hào)寄存器　　16.2.2　基本的事務(wù)過濾機(jī)制　　16.2.3　橋的IO過濾器　　16.2.4　橋的可預(yù)取存儲(chǔ)器過濾器　　16.2.5　橋的存儲(chǔ)器映射IO過濾器　　16.2.6　橋的命令和控制寄存器　　16.2.7　橋的狀態(tài)和次級(jí)狀態(tài)寄存器　16.3　PCI兼容的能力寄存器組　　16.3.1　底板和插槽　　16.3.2　底板/插槽編號(hào)有關(guān)的寄存器　　16.3.3　兩個(gè)例子第17章　PCI Express專用配置寄存器　17.1　PCI Express能力寄存器組　　17.1.1　PCI Express能力寄存器　　17.1.2　設(shè)備能力寄存器　　17.1.3　設(shè)備控制寄存器　　17.1.4　設(shè)備狀態(tài)寄存器　　17.1.5　鏈路能力寄存器　　17.1.6　鏈路控制寄存器　　17.1.7　鏈路狀態(tài)寄存器　　17.1.8　插槽能力寄存器　　17.1.9　插槽控制寄存器　　17.1.10　插槽狀態(tài)寄存器　　17.1.11　根控制寄存器　　17.1.12　根狀態(tài)寄存器　17.2　PCI Express的擴(kuò)展能力寄存器組　　17.2.1　高級(jí)的錯(cuò)誤報(bào)告能力寄存器組　　17.2.2　虛通道能力寄存器組　　17.2.3　設(shè)備序列號(hào)能力寄存器組　　17.2.4　電源預(yù)算能力寄存器組　17.3　根復(fù)合體寄存器塊附錄A　PCI Express插卡連接器的引腳附錄B　分類碼附錄C　高級(jí)交換附錄D　中英文名詞索引參考文獻(xiàn)

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