《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 第2章 PCI总线的桥与配置(12)

2024-01-09 11:49:56

接前一篇文章:《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 第2章 PCI总线的桥与配置(11)

2.3 PCI桥与PCI设备的配置空间

PCI设备都有独立的配置空间,HOST主桥通过配置读写总线事务访问这段空间。PCI总线规定了三种类型的PCI配置空间,分别是PCI Agent设备使用的配置空间,PCI桥使用的配置空间和Cardbus桥片使用的配置空间。

本节重点介绍PCI Agent和PCI桥使用的配置空间,而并不介绍Cardbus桥片使用的配置空间。值得注意的是,在PCI设备配置空间中出现的地址都是PCI总线地址,属于PCI总线。

2.3.2 PCI Agent设备的配置空间

在一个具体的处理器应用中,PCI设备通常将PCI配置信息存放在E2PRROM中。PCI设备进行上电初始化时,将E2PROM的信息读取到PCI设备的配置空间中作为初始值。这个过程由硬件逻辑完成,绝大多数PCI设备使用这种方式初始化其配置空间。

读者可能会对这种机制产生一个疑问,如果系统软件在PCI设备将E2PROM中的信息读到配置空间之前就开始操作配置空间,会不会带来问题?因为此时PCI设备的初始值并不“正确”,仅仅是PCI设备使用的复位值。读者的这种担心是多余的,因为PCI设备在配置寄存器没有初始化完毕之前,即E2PROM中的内容没有导入PCI设备的配置空间之前,可以使用PCI总线规定的“Retry”周期,使HOST主桥在合适的时机重新发起配置读写请求

在x86处理器中,系统软件使用CONFIG_ADDR和CONFIG_DATA寄存器,读取PCI设备配置空间的这些初始化信息然后根据处理器系统的实际情况使用DFS(深度优先搜索)算法,初始化处理器系统中所有PCI设备的配置空间

在PCI Agent设备的配置空间中包含了许多寄存器,这些寄存器决定了该设备在PCI总线中的使用方法,本节不会全部介绍这些寄存器,因为系统软件只对部分配置寄存器感兴趣。PCI Agent设备使用的配置空间如图2-9所示:

在PCI Agent设备的配置空间中包含的寄存器如下所示:

(1)Device ID和Vendor ID寄存器

这两个寄存器的值由PCISIG分配只读。其中,Vendor ID代表PCI设备的生产厂商,而Device ID代表这个厂商所生产的具体设备。如Intel公司的基于82571EB芯片的系列网卡,其Vendor ID为0x8086(PCI SIG分配给Intel的Vendor ID号为0x8086,8086处理器也是Intel设计的第一个PC处理器),而Device ID为0x105E(这仅是Intel为82571的Copper口分配的Vendor ID)。

其中,0x8086代表Intel,0x105E代表82571EB网卡芯片。Intel将0x10xx作为LAN设备的Device ID。Intel在PCISIG上注册了多如牛毛的Device ID(这些Device ID放在一起,几页纸也列不完)。不过16位的Device ID即便对于Intel这样的大公司,也基本没有用完的可能。当Vendor ID寄存器为0xFFFF时,表示无效Vendor ID

(2)Revision ID和Class Code寄存器

这两个寄存器只读Revision ID寄存器记载PCI设备的版本号。该寄存器可以被认为是Device ID寄存器的扩展

而Class Code寄存器记载PCI设备的分类,该寄存器由三个字段组成,分别是Base Class CodeSub Class CodeInterface。其中,Base Class Code将PCI设备分类为显卡网卡PCI桥等设备;Sub Class Code对这些设备进一步细分;而Interface定义编程接口。Class Code寄存器棵供系统软件识别当前PCI设备的分类。

除此之外,硬件逻辑设计也需要使用该寄存器识别不同的设备。当Base Class Code寄存器为0x06,Sub Class Code寄存器位0x04时,如果Interface寄存器为0x00,则表示当前PCI设备为一个标准的PCI桥;如果Interface寄存器为0x01,则表示当前PCI设备为一个使用“负向译码”的PCI桥。

硬件逻辑需要根据这些寄存器判断当前PCI桥的使用方式。许多PCI桥既可以支持“正向”译码,也可以支持“负向”译码,系统软件必须合理设置Class Code寄存器。

PCI Agent设备配置空间中包含的其余寄存器请看下回。

文章来源:https://blog.csdn.net/phmatthaus/article/details/135470683
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