3. magistrale
DESCRIPTION
3. Magistrale. Introducere Consideraţii electrice Sincronizarea transferurilor de date Arbitrajul de magistrală Magistrala VME Magistrale locale Magistrala PCI Variante ale magistralei PCI Magistrale seriale. Magistrale locale (1). - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/1.jpg)
1Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
3. Magistrale
IntroducereConsiderații electriceSincronizarea transferurilor de dateArbitrajul de magistralăMagistrala VMEMagistrale localeMagistrala PCIVariante ale magistralei PCIMagistrale seriale
21.10.2015
![Page 2: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/2.jpg)
2Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrale locale (1)
Majoritatea subsistemelor de I/E integrate sunt conectate la magistrala de extensie
Adaptoare grafice și videoAdaptoare SCSIAdaptoare de rețea
În prezent, numeroase subsisteme sunt integrate pe placa de bază
Majoritatea subsistemelor sunt conectate la magistrala X (magistrala utilitară)
21.10.2015
![Page 3: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/3.jpg)
3Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrale locale (2)
21.10.2015
![Page 4: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/4.jpg)
4Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrale locale (3)
Un modul de I/E se poate conecta la magistrala locală a procesorului în locul magistralei de extensie
Modulul de I/E este reproiectatMetode pentru conectarea la magistrala locală a procesorului:
Conectarea directăConectarea printr-un bufferConectarea de tip stație de lucru
21.10.2015
![Page 5: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/5.jpg)
5Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrale locale (4)Conectarea directă
Modulul va trebui reproiectat pentru procesoarele din generațiile viitoare Pe magistrala locală se poate conecta un singur modul
Conectarea printr-un bufferLa magistrala prevăzută cu un buffer se pot conecta până la trei moduleProcesorul și un modul master nu pot utiliza magistrala simultan
21.10.2015
![Page 6: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/6.jpg)
6Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrale locale (5)
Conectarea de tip stație de lucruControlerul memoriei cache L2 (L3) este combinat cu un circuit numit punte
Asigură interfața dintre procesor, memoria principală și o magistrală de I/E
Procesorul poate comunica cu memoriile sale cache în timp ce un modul de I/E are acces la memoria principalăInterfața modulelor cu magistrala de I/E va fi independentă de magistrala procesorului
21.10.2015
![Page 7: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/7.jpg)
7Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
3. Magistrale
IntroducereConsiderații electriceSincronizarea transferurilor de dateArbitrajul de magistralăMagistrala VMEMagistrale localeMagistrala PCIVariante ale magistralei PCIMagistrale seriale
21.10.2015
![Page 8: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/8.jpg)
8Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI
Magistrala PCIPrezentare generalăDetalii de funcționareArbitrajul de magistrală Tranzacții PCIÎntreruperi PCI
21.10.2015
![Page 9: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/9.jpg)
9Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (1)
PCI - Peripheral Component InterconnectDezvoltată de firma Intel
Intenția inițială: standard pentru interconectarea circuitelor rapide de pe placa de bază
Prima versiune (1.0) – publicată în 1992S-au definit reguli de proiectare obligatoriiNu s-au definit semnalele și conexiunile
Ulterior, au fost definite specificații electrice și funcționale detaliate ale magistralei
21.10.2015
![Page 10: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/10.jpg)
10Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (2)
Versiunea 2.0 (1993):33 MHz, maxim 132 MB/s (tipic: 80 MB/s)
Versiunea 2.1 (1995)Versiunea 2.2 (1998)Versiunea 2.3 (2002)Versiunea 3.0 (2003)Extensii opționale (începând cu vers. 2.1)
64 de biți sau 66 MHz: maxim 264 MB/s64 de biți și 66 MHz: maxim 528 MB/s
21.10.2015
![Page 11: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/11.jpg)
11Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (3)
Specificațiile PCI sunt actualizate de organizația PCI Special Interest Group (PCI-SIG), www.pcisig.comConectarea la magistrala locală a procesorului printr-un buffer sau de tip stație de lucruMagistrala PCI nu este specifică procesoarelor IntelSpecificațiile impun o limitare de 10 încărcări electrice (3 plăci de extensie)
Poate fi extinsă cu punți PCI-PCI21.10.2015
![Page 12: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/12.jpg)
12Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (4)
21.10.2015
![Page 13: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/13.jpg)
13Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (5)Extensiile magistralei definesc o familie de conectori
Pentru magistrale de 32 sau 64 de bițiPentru adaptoare de 5 V sau 3,3 V
Plăcile de extensie sunt prevăzute cu cheiPlăci universale
Funcționează la 5 V sau 3,3 VPot fi inserate în orice tip de conector
Versiunea 3.0: permite doar conectori ai plăcii de bază de 3,3 V
21.10.2015
![Page 14: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/14.jpg)
14Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (6)
Plăcile de extensie PCI sunt configurate automat pentru tranzacțiile pe magistrală
Nu sunt necesare setări manualeDispozitivele PCI implementează un set de registre de configurație (64 x 32 biți)
Registrele conțin informații despre: prezența dispozitivului; tipul dispozitivului; spațiul de adrese necesarProgramele configurează decodificatoarele de adresă pentru memorie și I/E
21.10.2015
![Page 15: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/15.jpg)
15Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI
Magistrala PCIPrezentare generalăDetalii de funcționareArbitrajul de magistrală Tranzacții PCIÎntreruperi PCI
21.10.2015
![Page 16: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/16.jpg)
16Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Detalii de funcționare (1)
Funcționare sincronăIntegritatea datelor este menținută până la 0 Hz moduri în așteptare sau suspendareTranzacțiile au loc între un dispozitiv master (inițiator) și unul slave (destinație)Linii de adrese și date multiplexate, AD
Ciclul 1: adresa este plasată pe magistralăCiclul 2: inițiatorul eliberează magistralaCiclul 3: datele sunt plasate pe magistrală
21.10.2015
![Page 17: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/17.jpg)
17Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Detalii de funcționare (2)
Dacă destinația nu poate răspunde în trei cicluri, poate insera stări de așteptareTrei semnale pentru controlul fluxului
IRDY# (Initiator Ready): un inițiator poate accepta date (citire) sau a depus date valide (scriere)TRDY# (Target Ready): o destinație a depus date valide (citire) sau poate accepta dateSTOP# (Stop): activat de o destinație pentru abandonarea tranzacției în curs
21.10.2015
![Page 18: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/18.jpg)
18Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Detalii de funcționare (3)
Nu este necesară utilizarea tuturor celor 32 (sau 64) de biți ai liniilor de date
C/BE0#..C/BE3# (Command/Byte Enable): indică octeții care conțin date valideC/BE4#..C/BE7# pt. magistrale de 64 bițiÎn timpul ciclului 1, semnalele C/BE# conțin comanda pentru magistrală, de exemplu:
I/O Read, I/O WriteMemory Read, Memory WriteConfiguration Read, Configuration Write
21.10.2015
![Page 19: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/19.jpg)
19Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Detalii de funcționare (4)
Magistrala PCI nu necesită terminatoriApar reflexii de semnalReflexiile sunt utilizate ca un avantajPentru activarea unui semnal, un dispozitiv generează pe linia semnalului o tensiune cu un nivel de jumătate față de cel necesarSemnalul este reflectat și nivelul său este dublat până la nivelul de activare necesarAvantaje: reducerea curentului; reducerea dimensiunii driverelor
21.10.2015
![Page 20: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/20.jpg)
20Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI
Magistrala PCIPrezentare generalăDetalii de funcționareArbitrajul de magistrală Tranzacții PCIÎntreruperi PCI
21.10.2015
![Page 21: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/21.jpg)
21Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Arbitrajul de magistrală (1)
Un inițiator trebuie să solicite utilizarea magistralei Se utilizează o arbitrare centralizată
Arbitrul este integrat în setul de circuiteFiecare inițiator PCI are două linii de arbitrare (REQ#, GNT#) conectate la arbitru
Pentru solicitarea magistralei, un inițiator PCI activează semnalul său REQ# Pentru acordarea magistralei, arbitrul activează semnalul GNT# corespunzător
21.10.2015
![Page 22: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/22.jpg)
22Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Arbitrajul de magistrală (2)
Arbitrarea are loc în timp ce un alt inițiator controlează magistrala arbitrare ascunsăMagistrala este acordată pentru o tranzacțieDupă primirea controlului, inițiatorul trebuie să aștepte terminarea tranzacției în curs
FRAME# și IRDY# sunt ambele dezactivateSpecificațiile PCI nu definesc algoritmul de arbitrare utilizat de arbitru
21.10.2015
![Page 23: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/23.jpg)
23Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI
Magistrala PCIPrezentare generalăDetalii de funcționareArbitrajul de magistrală Tranzacții PCIÎntreruperi PCI
21.10.2015
![Page 24: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/24.jpg)
24Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI (1)
Tranzacțiile constau dintr-o fază de adrese urmată de una sau mai multe faze de date
Adresare de 64 de biți: există două faze de adrese
Faza de adrese (un ciclu de ceas):Inițiatorul identifică dispozitivul destinație (AD) și tipul tranzacției (C/BE#)Semnalul FRAME# indică validitatea adresei de start și a tipului de tranzacție
21.10.2015
![Page 25: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/25.jpg)
25Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI (2)
Semnalul DEVSEL# este activat de destinație; indică detectarea adresei sale și disponibilitatea pentru tranzacțieFaza de date
Se transferă un număr de octeți de date între inițiator și destinație Semnalul FRAME# rămâne activat până la faza finală de dateUltima fază de date este indicată prin dezactivarea FRAME# și activarea IRDY#
21.10.2015
![Page 26: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/26.jpg)
26Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI (3)
21.10.2015
![Page 27: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/27.jpg)
27Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI (4)Majoritatea tranzacțiilor PCI sunt executate în modul exploziv (“burst”)Un transfer în mod exploziv constă din:
O singură fază de adreseMai multe faze de date
Arbitrajul de magistrală trebuie executat o singură datăDestinația memorează adresa de start și o incrementează în fiecare fază de date
Transferul continuă cât timp FRAME# este activ21.10.2015
![Page 28: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/28.jpg)
28Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI
Magistrala PCIPrezentare generalăDetalii de funcționareArbitrajul de magistrală Tranzacții PCIÎntreruperi PCI
21.10.2015
![Page 29: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/29.jpg)
29Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Întreruperi PCI (1)
Magistrala PCI are patru linii de cerere de întrerupere active pe nivel, INTA#..INTD#
Dispozitiv cu funcție unică INTA#Liniile de cerere a întreruperii pot fi partajate
Liniile sunt cu drenă deschisă (“open-drain”)Mai multe dispozitive conectate la aceeași linie o pot activa simultan
O configurație particulară pe liniile C/BE# indică un ciclu de achitare a întreruperii
21.10.2015
![Page 30: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/30.jpg)
30Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Întreruperi PCI (2)
Rutarea întreruperilorConectarea liniei PCI INTx# a dispozitivului la o linie IRQ a sistemului Rutarea întreruperilor trebuie să fie programabilă
Registrele de configurație PCI memorează informații despre întreruperi
Registrul pinului de întrerupere linia de cerere utilizată de dispozitivRegistrul liniei de întrerupere rutarea
21.10.2015
![Page 31: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/31.jpg)
31Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
3. Magistrale
IntroducereConsiderații electriceSincronizarea transferurilor de dateArbitrajul de magistralăMagistrala VMEMagistrale localeMagistrala PCIVariante ale magistralei PCIMagistrale seriale
21.10.2015
![Page 32: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/32.jpg)
32Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Variante ale magistralei PCI
Variante ale magistralei PCIMagistrala PCI-XMagistrala PCI ExpressVariante pentru calculatoare portabileVariante pentru sisteme industriale
21.10.2015
![Page 33: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/33.jpg)
33Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (1)
Extensie cu performanțe mai ridicate a magistralei PCI convenționale Este compatibilă cu diferitele variante ale magistralei PCIAsigură ratele de transfer necesare pentru conexiuni cum sunt Gigabit Ethernet, Fiber Channel și Ultra-640 SCSI Utilizată inițial pentru servere și stații de lucru
21.10.2015
![Page 34: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/34.jpg)
34Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (2)
Versiunea 1.0 Frecvențe de până la 133 MHz32 sau 64 de bițiRata maximă: 1,064 GB/sÎmbunătățiri ale protocolului convențional:
Tranzacții divizate: permit unui inițiator să efectueze o cerere pentru un transfer și apoi să elibereze magistrala
21.10.2015
![Page 35: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/35.jpg)
35Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (3)
Contor de octeți: un inițiator poate specifica în avans numărul de octeți solicitați se elimină încărcările speculative
Compatibilitate hardware cu versiunile anterioare: funcționare la 33 sau 66 MHz, cu protocolul convenționalCompatibilitate software cu versiunile anterioare: la nivelul SO, BIOS, drivere de dispozitiv
Nu necesită modificări
21.10.2015
![Page 36: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/36.jpg)
36Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (4)
Versiunea 2.0 Îmbunătățiri care permit utilizarea de către servere a unor tehnologii de I/E cu performanțe foarte ridicate
Rețeaua Ethernet de 10 Gbiți/s Magistrala Fiber Channel de 10 Gbiți/s Magistrala InfiniBand
Se păstrează compatibilitatea hardware și software cu generațiile anterioare ale magistralei
21.10.2015
![Page 37: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/37.jpg)
37Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (5)
Frecvențe mai ridicate de funcționarePCI-X 266 (DDR – Double Data Rate): 266 MHz, max. 2,128 GB/sPCI-X 533 (QDR – Quad Data Rate): 533 MHz, max. 4,256 GB/sPCI-X 1066: 1066 MHz, max. 8,5 GB/s Performanțele maxime sunt de 64 de ori mai ridicate față de prima generație PCI
Variantele PCI-X 133 și ulterioare permit utilizarea unui singur conector, o încărcare electrică aplicații punct la punct
21.10.2015
![Page 38: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/38.jpg)
38Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI-X (6)
Caracteristici noi:Cod corector de erori ECC (Error Correcting Code): permite corectarea erorilor de un bit Protocol îmbunătățit: crește gradul de utilizare și eficiența magistralei Semnale de strob (variantele PCI-X 266 și PCI-X 533): comandă intrările de ceas ale bufferelor de dateSemnale de 1,5 V: permit funcționarea la frecvențe mai ridicate
21.10.2015
![Page 39: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/39.jpg)
39Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Variante ale magistralei PCI
Variante ale magistralei PCIMagistrala PCI-XMagistrala PCI ExpressVariante pentru calculatoare portabileVariante pentru sisteme industriale
21.10.2015
![Page 40: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/40.jpg)
40Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 41: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/41.jpg)
41Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (1)
PCI-E, PCIeProvine din specificațiile preliminare ale interfeței 3GIO (Third Generation I/O)Ulterior, specificațiile au fost transferate la organizația PCI Special Interest Group Magistrală serială
Avantaje: complexitate mai redusă a plăcilor, număr mai redus de pini, cost mai redus
21.10.2015
![Page 42: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/42.jpg)
42Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (2)
Permite interconexiuni între circuite integrate și între plăci prin conectori Unifică arhitectura de I/E pentru diferite tipuri de sisteme: calculatoare de birou, calculatoare portabile, servere, sisteme înglobate Model software compatibil cu arhitectura PCI convențională nu necesită modificări ale SO și ale driverelor
21.10.2015
![Page 43: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/43.jpg)
43Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (3)
Păstrează caracteristicile avantajoase ale magistralelor PCI anterioare:
Același model de comunicație Aceleași spații de adrese Aceleași tipuri de tranzacții
Introduce diferite îmbunătățiri:Conexiune serială: elimină dezavantajele unei magistrale paralele dificultatea sincronizării Conexiune punct la punct
21.10.2015
![Page 44: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/44.jpg)
44Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Prezentare generală (4)
Protocol bazat pe pachete Performanță scalabilă număr variabil de benzi de comunicație Facilitatea de calitate a serviciilor (QoS – Quality of Service) performanțe diferențiate Gestiunea avansată a puterii consumate Raportarea și gestiunea avansată a erorilor Posibilitatea conectării și deconectării perifericelor în timpul funcționării
21.10.2015
![Page 45: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/45.jpg)
45Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 46: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/46.jpg)
46Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Legătura PCI Express (1)
Legătură PCIe minimală: două canale de comunicație unidirecționale
Sunt transmise pachete: date, comenzi Canal: două fire cu semnale diferențiale Bandă de comunicație (“lane”)
Legătură PCIe cu benzi de comunicație multiple: xN Lățimea legăturii și frecvența de funcționare: setate automat
21.10.2015
![Page 47: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/47.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2) 47
Legătura PCI Express (2)
Frecvențe de funcționare: 2,5 GHz (2,5 Gbiți/s pentru fiecare direcție) 5 GHz 8 GHz
21.10.2015
![Page 48: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/48.jpg)
48Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 49: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/49.jpg)
49Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Topologia magistralei (1)Complex rădăcină definește o ierarhie
Conectează UCP și memoria cu perifericele Porturi PCIe: definesc câte un domeniu ierarhic
Puncte terminale Dispozitive periferice: inițiatori, destinații Până la 8 funcții logice (0 .. 7)
Comutator Înlocuiește magistrala partajată Permite comunicația directă între două periferice
21.10.2015
![Page 50: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/50.jpg)
50Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Topologia magistralei (2)
21.10.2015
![Page 51: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/51.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2) 51
Topologia magistralei (3)
Comutator: ansamblu de punți virtuale între diferite magistrale PCI
21.10.2015
![Page 52: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/52.jpg)
52Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 53: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/53.jpg)
53Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Nivele arhitecturale (1)
21.10.2015
![Page 54: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/54.jpg)
54Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Nivele arhitecturale (2)
Arhitectura dispozitivelor PCIe Ultimele trei nivele ale arhitecturii PCIe Două secțiuni în fiecare nivel: pentru transmiterea, respectiv recepția informațiilor
Exemplu: secțiunea de transmitere Nivelul tranzacțiilor: formează un pachet Nivelul legăturii de date: extinde pachetul cu informații pentru detecția erorilor Nivelul fizic: codifică pachetul și îl transmite prin semnale diferențiale
21.10.2015
![Page 55: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/55.jpg)
55Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Nivele arhitecturale (3)
Nivelul fizicCodificarea datelor permite generarea unui semnal de ceas la recepție Până la versiunea 3.0: codificare 8b/10b lățimea de bandă se reduce cu 20% Versiunea 3.0: codificare 128b/130b Dacă legătura conține mai multe benzi de comunicație, octeții se transmit întrețesut Octeții succesivi se transmit pe benzi succesive se reduce întârzierea la recepție
21.10.2015
![Page 56: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/56.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2) 56
Nivele arhitecturale (4)
Conectori PCI Express (x4, x16, x1, x16) Conector PCI (32 de biți)
21.10.2015
![Page 57: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/57.jpg)
57Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 58: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/58.jpg)
58Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI Express (1)
Tranzacție: una sau mai multe transmisii de pachete necesare pentru un transfer Categorii de tranzacții:
De memorie De I/E De configurație De mesaje: gestiunea puterii de alimentare, semnalarea întreruperilor și a erorilor
21.10.2015
![Page 59: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/59.jpg)
59Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Tranzacții PCI Express (2)
Tranzacții la care dispozitivul destinație returnează un pachet de terminare
Executate conform protocolului definit pentru tranzacțiile divizate (PCI-X) Dispozitivul destinație memorează informațiile și semnalează un răspuns întârziat
Tranzacții la care dispozitivul destinație nu returnează un pachet de terminare
Timpul necesar tranzacției este mai redus 21.10.2015
![Page 60: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/60.jpg)
60Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 61: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/61.jpg)
61Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Întreruperi PCI Express (1)Cererile de întrerupere pot fi semnalate în două moduri: nativ și compatibil Modul nativ
Întreruperi semnalate prin mesaje (MSI – Message Signaled Interrupts) Definit ca un mod opțional la magistrala PCI Nu reprezintă mesaje PCIe, ci tranzacții de scriere în memorie Adresele de memorie sunt rezervate de sistem
21.10.2015
![Page 62: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/62.jpg)
62Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Întreruperi PCI Express (2)
Modul compatibil Dispozitivele utilizează semnalele pentru cererile de întrerupere INTx# Magistrala PCIe nu dispune de liniile de întrerupere INTx# Se utilizează mesaje speciale cu rolul unor linii virtuale INTx# (ex., mesaj de activare INTA#) Mesajele sunt destinate controlerului de întreruperi din complexul rădăcină
21.10.2015
![Page 63: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/63.jpg)
63Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Magistrala PCI Express
Magistrala PCI Express Prezentare generală Legătura PCI Express Topologia magistraleiNivele arhitecturale Tranzacții PCI Express Întreruperi PCI Express Versiuni ale standardelor PCI Express
21.10.2015
![Page 64: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/64.jpg)
64Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Versiuni ale standardelor PCI Express
Versiunea 1.0 (2002)2,5 Gbiți/s (250 MB/s); conector x16: 4 GB/s
Versiunea 1.1 (2005)Versiunile 2.0, 2.1 (2007)
5 Gbiți/s (500 MB/s); conector x16: 8 GB/sVersiunea 3.0 (2010)
8 Gbiți/s (800 MB/s); conector x16: 12,8 GB/s Versiunea 4.0 (2015?)
16 Gbiți/s (1,6 GB/s); conector x16: 25,6 GB/s 21.10.2015
![Page 65: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/65.jpg)
65
Rezumat (1)
Un modul de I/E se poate conecta la magistrala locală a procesorului
Metode pentru conectare: directă; printr-un buffer; de tip stație de lucru
PCI a fost o magistrală de succes pentru calculatoarele personaleRegistrele de configurație permit configurarea automată a dispozitivelor PCILa magistrala PCI, reflexiile de semnal sunt utilizate ca un avantaj
21.10.2015 Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
![Page 66: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/66.jpg)
66
Rezumat (2)
PCI-X îmbunătățește performanțele magistralei PCI paralelePCIe păstrează compatibilitatea software cu arhitectura PCI, dar introduce legături seriale de viteză ridicată și alte îmbunătățiriElementele topologice ale magistralei PCIe: complexul rădăcină; punctele terminale; comutatorulÎntreruperile pot fi semnalate în modul nativ și modul compatibil
21.10.2015 Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
![Page 67: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/67.jpg)
67
Noțiuni, cunoștințe (1)
Metode pentru conectarea la magistrala locală a procesoruluiAvantajele conectării de tip stație de lucru la magistrala locală a procesoruluiDetalii de funcționare a magistralei PCITerminatorii magistralei PCIArbitrajul magistralei PCIFazele unei tranzacții PCITranzacții PCI în mod exploziv
21.10.2015 Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
![Page 68: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/68.jpg)
68
Noțiuni, cunoștințe (2)
Întreruperi PCIÎmbunătățiri introduse de versiunea 1.0 PCI-XÎmbunătățiri introduse de versiunea 2.0 PCI-XÎmbunătățiri introduse de magistrala PCIeElementele topologiei magistralei PCIeNivelul fizic al arhitecturii PCIeCategorii și tipuri de tranzacții PCIeModul nativ și cel compatibil al întreruperilor PCIe
21.10.2015 Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
![Page 69: 3. Magistrale](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051219/5681674f550346895ddc0000/html5/thumbnails/69.jpg)
69Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-2)
Întrebări
1. Care sunt avantajele conectării de tip stație de lucru la magistrala locală a procesorului?
2. De ce magistrala PCI nu necesită terminatori?3. Care sunt noile caracteristici introduse de
versiunea 2.0 a magistralei PCI-X?4. Care sunt îmbunătățirile introduse de
magistrala PCIe?5. Care este rolul comutatorului într-un sistem
cu magistrala PCIe?
21.10.2015