ISA avtobusu

Avtobus interfeysi standartları

Avtobusun eni artdıqca və kompüterdə saat tezliyi artdıqca avtobus interfeysi standartları da dəyişdi. Hal-hazırda kompüterlər aşağıdakı əsas avtobus interfeysi standartlarından istifadə edirlər:

· ISA avtobusu;

· PCI avtobusu;

MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) və VESA kimi digər standartlar, adətən yerli avtobus, VL avtobusu adlanır və VESA (Video Elektronika Standartları Assosiasiyası) tərəfindən hazırlanmışdır.

İlk ümumi avtobus interfeysi standartı, ISA (Sənaye Standartı Arxitektura) avtobusu IBM tərəfindən IBM PC AT kompüterini yaratarkən (1984) hazırlanmışdır. 8,33 MHz takt tezliyinə malik bu 16 bitlik avtobus həm 8 bitlik, həm də 16 bitlik genişləndirmə kartları (müvafiq olaraq 8,33 və 16,6 MB/s bant genişliyi ilə) quraşdırmaq imkanı verir.

Yüksək sürətli xarici qurğular və RAM arasında məlumat mübadiləsi prosessorun iştirakı ilə həyata keçirilir ki, bu da bəzi hallarda kompüterin işinin azalmasına səbəb ola bilər. ISA avtobusunda təqdim edilən birbaşa giriş rejimində periferik cihaz RAM ilə birbaşa DMA kanalları (Direct Memory Access) vasitəsilə əlaqə saxlayır. Bu məlumat mübadiləsi rejimi böyük miqdarda məlumat ötürmək üçün yüksək sürət tələb olunduğu hallarda (məsələn, sabit diskdən məlumatların yaddaşa yüklənməsi zamanı) ən effektivdir.

Birbaşa yaddaş girişini təşkil etmək üçün ana platadakı çiplərdən birinə quraşdırılmış DMA nəzarətçisindən istifadə olunur. Birbaşa yaddaşa giriş tələb edən cihaz nəzarətçi ilə pulsuz DMA kanallarından biri vasitəsilə əlaqə saxlayır, ona məlumatların göndəriləcəyi yolu (ünvanı), məlumat blokunun başlanğıc ünvanını və məlumatların miqdarını bildirir. Mübadilənin işə salınması prosessorun iştirakı ilə baş verir, lakin faktiki məlumat ötürülməsi prosessorun deyil, DMA nəzarətçisinin nəzarəti altında həyata keçirilir.

ISA avtobusu müasir ana platalarda yoxdur və yalnız köhnə kompüterlərdə saxlanılır.

PCI avtobusu (Periferik Komponentlər İnterconnect) yeni yüksək məhsuldar Pentium prosessoru üçün 1993-cü ildə bir sıra digər şirkətlərin iştirakı ilə Intel tərəfindən hazırlanmışdır.

Hal-hazırda, bütün PCI standartları PCI-SIG (PCI - Xüsusi Maraq Qrupu) təşkilatı tərəfindən hazırlanır və saxlanılır.

2004-cü ildə qəbul edilmiş ən son PCI standartı, PCI 3.0 həm 33 MHz takt tezliyi və 133 MB/s maksimum ötürmə qabiliyyəti olan 32 bitlik avtobusu, həm də 33 və 66 MHz takt tezliyi olan 64 bitlik avtobusları müəyyən edir. və pik ötürmə qabiliyyəti, müvafiq olaraq 266 və 533 MB/s.

PCI avtobusunda məlumat ötürülməsini sürətləndirmək üçün partlayış rejimi istifadə olunur. Bu rejimdə istənilən ünvanda yerləşən məlumatlar bir-bir deyil, bütövlükdə bir anda ötürülür.

PCI avtobusunun əsas prinsipi PCI avtobusu və digər avtobuslar arasında əlaqə quran sözdə körpülərin istifadəsidir. PCI avtobusunun mühüm xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, DMA kanalları əvəzinə o, daha səmərəli şin mənimsəmə rejimini həyata keçirir ki, bu da xarici qurğunun prosessorun iştirakı olmadan avtobusu idarə etməyə imkan verir. Məlumat ötürülməsi zamanı Bus Mastering-i dəstəkləyən cihaz avtobusu götürür və master olur. Bu yanaşma ilə mərkəzi prosessor məlumat ötürülməsi baş verərkən digər vəzifələri yerinə yetirmək üçün sərbəst buraxılır. Bu, Windows və Unix kimi çoxşaxəli əməliyyat sistemlərindən istifadə edərkən xüsusilə vacibdir.

Anakartdakı PCI kartı üçün bağlayıcılar Şəkildə göstərilmişdir. ??????.

düyü. ??????. Ana platada PCI kart yuvaları:

a) 32-bit konnektor; b) 64 bitlik konnektor

PCI standartına əlavə olaraq PCI Hot Plug v1.0 standartıdır. Bu standarta uyğun gələn PCI cihazları kompüter işləyərkən yuvaya daxil edilə və ya çıxarıla bilər - sözdə "isti plug".

PCI avtobusları müasir kompüterlərdə sistem blokunun daxili cihazlarını, məsələn, səs kartı və ya modemi birləşdirmək üçün istifadə olunur. Bununla belə, qrafik qurğular üçün bu avtobuslar kifayət qədər məlumat ötürmə sürətinə malik deyil, buna görə də PCI-SIG yeni standartı - 66, 133, 266 və 533 MHz takt tezlikləri və pik ötürücülüyə malik PCI-X (X genişlənmiş deməkdir) işləyib hazırlayıb. 533, müvafiq olaraq 1066, 2132 və 4264 MB/s. Bu standart PCI 3.0 standartı ilə geriyə uyğundur, yəni. Kompüteriniz həm PCI 3.0 kartlarından, həm də PCI-X kartlarından istifadə edə bilər.

PCI-X standartının son versiyası olan PCI-X 2.0 2002-ci ildə qəbul edilmişdir. Hal-hazırda bu standartın avtobusları praktiki olaraq istifadə edilmir, çünki elə həmin il PCI-SIG prinsipcə yeni PCI avtobus standartını - PCI Express-i inkişaf etdirməyə başladı.

PCI-E və ya PCe də adlandırılan PCI Express standartı, PCI və PCI-X avtobusları tərəfindən istifadə edilən paralel paylaşılan quruluşu açarlardan istifadə edən cihazların serial qoşulmaları ilə əvəz edir. Bu standartın köhnə adı 3GIO-dur (3-cü Nəsil Giriş/Çıxış - üçüncü nəsil giriş/çıxış).

Ən son cari PCI Express standartı 2006-cı ildə qəbul edilmiş PCI Express Base 2.0-dır.

Bütün cihazları ümumi 32 bitlik paralel bir istiqamətli avtobusa birləşdirən PCI standartından fərqli olaraq, PCI Express cihazı birləşdirmək üçün burulmuş mis cütü üzərində bir və ya daha çox iki istiqamətli nöqtədən-nöqtəyə seriyalı bağlantılardan istifadə edir.

Bükülmüş cüt üzərində məlumat mübadiləsi aparılarkən, aşağı gərginlikli diferensial siqnalın ötürülməsi üsulu - LVDS (Aşağı Gərginlikli Diferensial Siqnal) istifadə olunur. LVDS-də məlumatlar ardıcıl olaraq, bit-bit ötürülür. Bu halda, bir siqnal ötürmək üçün diferensial cüt istifadə olunur, yəni. ötürən tərəfin qəbul edən tərəfdə müqayisə edilən cütün keçiricilərinə müxtəlif gərginlik səviyyələri tətbiq etdiyini. Məlumatı kodlaşdırmaq üçün bir cütün keçiriciləri arasındakı gərginlik fərqi istifadə olunur. Siqnalın kiçik amplitudası, həmçinin cütün tellərinin bir-birinə əhəmiyyətsiz elektromaqnit təsiri xəttdəki səs-küyü azaltmağa və yüksək tezliklərdə məlumat ötürməyə imkan verir, yəni. yüksək sürətlə. Məlumat ötürmə sürətini artırmaq üçün bitlərin paralel olaraq ötürüldüyü bir neçə əlaqədən (bükülmüş cütlərdən) istifadə edə bilərsiniz, yəni. eyni vaxtda.

PCI Express məlumat ötürmək üçün bir və ya bir neçə əlaqədən istifadə edə bilər. Cihaz üçün qoşulmaların sayı x hərfi ilə müşayiət olunan (və ya əvvəlində) rəqəmlə müəyyən edilir. Spesifikasiya hazırda 1x, 2x, 4x, 8x, 16x və 32x bağlantıları müəyyənləşdirir. Bu PCI Express avtobus qoşulmalarının hər biri (hələ istifadə olunmayan 32x bağlantısı istisna olmaqla) öz bağlayıcı növünə malikdir. Şəkildə. ?????? Ən çox yayılmış PCI Express slotları göstərilir: 1x, 2x, 4x, 8x və 16x.

düyü. ??????. Ən çox yayılmış PCI Express konnektorları: a) 1x yuva; b) yuva 4x;

c) 8x yuvası; d) yuva 16x;

Hər bir qoşulma üçün PCI Express avtobusunda ötürmə qabiliyyəti hazırda 2,5 Gbit/s təşkil edir və 10 Gbit/s-ə qədər artırılacaq. PCI Express standartı PCI və PCI-X standartlarını, həmçinin növbəti bölmədə müzakirə olunan AGP standartını əvəz etməlidir. Bununla belə, PCI Express standartı bu standartlara uyğundur və görünür, uzun müddət onlarla birlikdə istifadə olunacaq, çünki PCI və AGP standartlarına əsaslanan bir çox kart buraxılıb və buraxılmağa davam edir.

Bu yazıda biz PCI avtobusunun uğurunun səbəbləri haqqında danışacağıq və onu əvəz edən yüksək məhsuldar texnologiya - PCI Express avtobusunu təsvir edəcəyik. Biz həmçinin PCI Express avtobusunun inkişaf tarixinə, aparat və proqram təminatı səviyyələrinə, onun həyata keçirilməsinin xüsusiyyətlərinə baxacaq və üstünlüklərini sadalayacağıq.

1990-cı illərin əvvəllərində. göründü, onun texniki xüsusiyyətləri o vaxta qədər mövcud olan bütün avtobusları, məsələn, ISA, EISA, MCA və VL-avtobuslarını əhəmiyyətli dərəcədə üstələdi. O dövrdə 33 MHz tezliyində işləyən PCI (Periferik Komponentlər İnterconnect) avtobusu əksər periferik cihazlar üçün yaxşı uyğun gəlirdi. Amma bu gün vəziyyət bir çox cəhətdən dəyişib. İlk növbədə, prosessor və yaddaşın saat sürətləri əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Məsələn, prosessorun takt tezliyi 33 MHz-dən bir neçə GHz-ə yüksəldi, PCI əməliyyat tezliyi isə yalnız 66 MHz-ə yüksəldi. Gigabit Ethernet və IEEE 1394B kimi texnologiyaların ortaya çıxması PCI avtobusunun bütün ötürmə qabiliyyətinin bu texnologiyalara əsaslanan bir cihaza xidmət göstərməyə sərf oluna biləcəyini təhdid etdi.

Eyni zamanda, PCI arxitekturasının sələfləri ilə müqayisədə bir sıra üstünlükləri var, ona görə də onu tamamilə yenidən nəzərdən keçirmək məntiqsiz idi. Əvvəla, bu, prosessorun növündən asılı deyil, bufer izolyasiyasını, avtobusların mənimsənilməsi texnologiyasını (avtobus tutma) və PnP texnologiyasını tam dəstəkləyir. Bufer izolyasiyası o deməkdir ki, PCI avtobusu daxili prosessor avtobusundan asılı olmayaraq işləyir və prosessor avtobusunun sistem avtobusunun sürətindən və yükündən asılı olmayaraq işləməsinə imkan verir. Avtobus tutma texnologiyası sayəsində periferik qurğular sistemin işinə təsir edəcək mərkəzi prosessordan kömək gözləmək əvəzinə, avtobusda məlumatların ötürülməsi prosesini birbaşa idarə edə bilir. Nəhayət, Plug and Play dəstəyi ondan istifadə edərək cihazları avtomatik qurmağa və konfiqurasiya etməyə imkan verir və ISA cihazlarının sahiblərinin həyatını demək olar ki, məhv edən keçidlər və açarlarla təlaşdan qaçın.

PCI-nin şübhəsiz uğuruna baxmayaraq, hazırda ciddi problemlərlə üzləşir. Bunlara məhdud bant genişliyi, real vaxt rejimində məlumat ötürmə imkanlarının olmaması və yeni nəsil şəbəkə texnologiyalarına dəstəyin olmaması daxildir.

Müxtəlif PCI standartlarının müqayisəli xüsusiyyətləri

Nəzərə almaq lazımdır ki, protokolun iş prinsipi və şin topologiyasının xüsusiyyətlərinə görə faktiki ötürmə qabiliyyəti nəzəridən az ola bilər. Bundan əlavə, ümumi ötürmə qabiliyyəti ona qoşulmuş bütün qurğular arasında paylanır, buna görə avtobusda nə qədər çox cihaz otursa, onların hər biri bir o qədər az bant genişliyi əldə edir.

PCI-X və AGP kimi standartın təkmilləşdirilməsi onun əsas çatışmazlığını - aşağı saat sürətini aradan qaldırmaq üçün hazırlanmışdır. Bununla birlikdə, bu tətbiqlərdə saat tezliyinin artması effektiv avtobus uzunluğunun və birləşdiricilərin sayının azalmasına səbəb oldu.

Avtobusun yeni nəsli, PCI Express (və ya qısaca olaraq PCI-E) ilk dəfə 2004-cü ildə təqdim edilmiş və sələfinin qarşılaşdığı bütün problemləri həll etmək üçün hazırlanmışdır. Bu gün əksər yeni kompüterlər PCI Express avtobusu ilə təchiz edilmişdir. Onların standart PCI slotları da olsa da, avtobusun tarixə düşəcəyi vaxt uzaqda deyil.

PCI Express arxitekturası

Avtobus arxitekturası şəkildə göstərildiyi kimi çoxsəviyyəli struktura malikdir.

Avtobus hazırda mövcud olan bütün drayverlərə və proqramlara onunla işləməyə imkan verən PCI ünvanlama modelini dəstəkləyir. Bundan əlavə, PCI Express avtobusu əvvəlki standart tərəfindən təmin edilən standart PnP mexanizmindən istifadə edir.

PCI-E təşkilatının müxtəlif səviyyələrinin məqsədini nəzərdən keçirək. Avtobus proqram təminatı səviyyəsində xüsusi paket protokolundan istifadə etməklə nəqliyyat səviyyəsində ötürülən oxu/yazma sorğuları yaradılır. Məlumat təbəqəsi səhvlərin düzəldilməsi kodlaşdırmasına cavabdehdir və məlumatların bütövlüyünü təmin edir. Əsas aparat təbəqəsi birlikdə xətt adlanan ötürmə və qəbul cütündən ibarət ikili simpleks kanalından ibarətdir. 2,5 Gb/s ümumi avtobus sürəti o deməkdir ki, hər bir PCI Express zolağı üçün ötürmə qabiliyyəti hər istiqamətdə 250 MB/s təşkil edir. Protokol xərclərinə görə itkini nəzərə alsaq, hər bir cihaz üçün təxminən 200 MB/s mövcuddur. Bu ötürmə qabiliyyəti PCI cihazları üçün mövcud olandan 2-4 dəfə yüksəkdir. Və PCI-dən fərqli olaraq, bant genişliyi bütün cihazlar arasında paylanırsa, o, hər bir cihaza tam olaraq gedir.

Bu gün PCI Express standartının bant genişliyi ilə fərqlənən bir neçə versiyası mövcuddur.

PCI-E-nin müxtəlif versiyaları üçün PCI Express x16 avtobus ötürmə qabiliyyəti, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E avtobus formatları

Hal-hazırda, platformanın məqsədindən asılı olaraq PCI Express formatları üçün müxtəlif variantlar mövcuddur - masaüstü kompüter, noutbuk və ya server. Daha çox bant genişliyi tələb edən serverlərdə daha çox PCI-E yuvası var və bu yuvalarda daha çox magistral var. Bunun əksinə olaraq, noutbuklarda orta sürətli cihazlar üçün yalnız bir zolaq ola bilər.

PCI Express x16 interfeysli video kart.

PCI Express genişləndirmə kartları PCI kartlarına çox bənzəyir, lakin PCI-E yuvaları kartın vibrasiya və ya daşınma zamanı yuvadan sürüşməməsini təmin etmək üçün tutmağı artırıb. PCI Express slotlarının bir neçə forma faktoru var ki, onların ölçüsü istifadə olunan zolaqların sayından asılıdır. Məsələn, 16 zolaqlı avtobusa PCI Express x16 təyin edilmişdir. Zolaqların ümumi sayı 32-yə qədər ola bilsə də, praktikada əksər ana platalar indi PCI Express x16 avtobusu ilə təchiz olunub.

Daha kiçik forma faktorlu kartlar performansdan ödün vermədən daha böyük olanlar üçün yuvalara qoşula bilər. Məsələn, PCI Express x1 kartı PCI Express x16 yuvasına qoşula bilər. PCI avtobusunda olduğu kimi, zəruri hallarda cihazları birləşdirmək üçün PCI Express genişləndiricisindən istifadə edə bilərsiniz.

Anakartda müxtəlif növ bağlayıcıların görünüşü. Yuxarıdan aşağıya: PCI-X yuvası, PCI Express x8 yuvası, PCI yuvası, PCI Express x16 yuvası.

Ekspres Kart

Express Card standartı sistemə avadanlıq əlavə etmək üçün çox sadə üsul təklif edir. Express Card modullarının hədəf bazarı noutbuklar və kiçik kompüterlərdir. Ənənəvi masa üstü genişləndirmə kartlarından fərqli olaraq, Express kart kompüter işləyərkən istənilən vaxt sistemə qoşula bilər.

Populyar Express Card çeşidlərindən biri Mini PCI forma faktorlu kartları əvəz etmək üçün nəzərdə tutulmuş PCI Express Mini Carddır. Bu formatda yaradılmış kart həm PCI Express, həm də USB 2.0-ı dəstəkləyir. PCI Express Mini Card ölçüləri 30x56 mm-dir. PCI Express Mini Card PCI Express x1-ə qoşula bilər.

PCI-E-nin üstünlükləri

PCI Express texnologiyası aşağıdakı beş sahədə PCI-dən üstünlüklər təmin edir:

1. Daha yüksək performans. Yalnız bir zolaqlı PCI Express, PCI-dən iki dəfə çox ötürmə qabiliyyətinə malikdir. Bu zaman ötürücülük avtobusdakı xətlərin sayına mütənasib olaraq artır, onların maksimum sayı 32-yə çata bilər.Əlavə üstünlük odur ki, avtobus haqqında məlumat eyni vaxtda hər iki istiqamətə ötürülə bilər.
2. I/O-nu sadələşdirin. PCI Express AGP və PCI-X kimi avtobuslardan istifadə edir və daha az mürəkkəb arxitekturaya və müqayisəli icra asanlığına malikdir.
3. Çox səviyyəli memarlıq. PCI Express əhəmiyyətli proqram təkmilləşdirmələri tələb etmədən yeni texnologiyalara uyğunlaşa bilən arxitektura təklif edir.
4. Yeni nəsil giriş/çıxış texnologiyaları. PCI Express, məlumatın vaxtında alınmasını təmin edən eyni vaxtda məlumat ötürmə texnologiyası ilə yeni məlumatların əldə edilməsi imkanlarına imkan verir.
5. İstifadə asanlığı. PCI-E istifadəçi üçün sistemi təkmilləşdirməyi və genişləndirməyi çox asanlaşdırır. ExpressCard kimi əlavə Express kart formatları serverlərə və noutbuklara yüksək sürətli periferiya qurğuları əlavə etmək imkanını xeyli artırır.

Nəticə

PCI Express, ISA, AGP və PCI kimi texnologiyaları əvəz edən periferik cihazları birləşdirən avtobus texnologiyasıdır. Onun istifadəsi kompüter performansını, həmçinin istifadəçinin sistemi genişləndirmək və yeniləmək qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

PCI slotunun nə olduğu ilə maraqlanan hər kəsə salam. Düşünürəm ki, onların çoxu var, çünki bu standart müasir analoqların buraxılmasına baxmayaraq, bu gün də istifadə olunur. Əgər kompüteriniz artıq gənc deyilsə, çox güman ki, siz də PCI ilə məşğul olursunuz.

Bu məqalə onun xüsusiyyətlərini və indi geniş yayıldığı üçün eşitdiyiniz "Express" modifikasiyasından fərqlərini anlamağa kömək edəcəkdir.

Terminlə tanışlıq

Yuxarıda qeyd olunan abbreviatura Periferik komponentlərin qarşılıqlı əlaqəsini ifadə edir, hərfi mənada periferik komponentlərin qarşılıqlı əlaqəsi deməkdir. Bu ifadə PCI-nin fiziki təcəssümünü əks etdirməsə də, səbəbsiz seçilməmişdir.

Anladığınız kimi, kompüterin “beyni”nə sözdə müxtəlif qurğular (audio, video, şəbəkə kartı və s.) daxildir. periferik komponentlər. Onların əksəriyyəti ana plataya qoşulacaq.

Cihazlar və anakart arasında əlaqə üçün xüsusi elektron magistrallardan, başqa sözlə, avtobuslardan istifadə olunur. PCI tam olaraq budur. Əslində, bu, video kartın daxil edilə biləcəyi anakartda yerləşən uzun bir genişləndirmə yuvasıdır və s.

Nəzarətçi haqqında

Kompüterdə quraşdırılmış proqramların sürücülərinin və anakartın sürücülərinin qarşılıqlı əlaqəsini təmin edən PCI nəzarətçisi Sadə rabitə və ya İdarəetmə Mühərriki İnterfeysi kimi bir şey də var. Bəzən sistemi yenidən quraşdırdıqdan sonra, Cihaz Menecerində bu elementin yanında sarı üçbucaq yanır.

Bu halda, sürücüləri rəsmi Intel saytından və ya digər etibarlı mənbədən yükləməli və quraşdırmalısınız. Axı, bu interfeys temperaturu, soyuducuların fırlanmasını, yuxu rejimlərini və s.

Hekayə

1992-ci ildə Intel Korporasiyasının rəhbərliyi altında yaradılan PCI Xüsusi Maraq Qrupu interfeysin yaradılması və dəstəyinə cavabdehdir. Eyni zamanda, onun Pentium, Pentium Pro və 486 prosessorlarının funksionallığını həyata keçirmək üçün xüsusi olaraq buraxılmış ilk versiyası buraxıldı.

Gələn il növbəti model 2.0, daha 3 ildən sonra isə populyarlıq zirvəsində olan 2.1 çıxdı. Düzdür, 2 ildən sonra kompüter qrafikası yeni səviyyəyə çatdı və PCI artıq onun tələblərinə cavab vermirdi. Sonra video kartlar o dövrdə yeni olan bir konnektor vasitəsilə birləşdirilməyə başladı.

Bununla belə, nəzərdən keçirdiyimiz interfeys 2005-ci ilə qədər öz mövqeyini itirməmişdir. Bu müddət ərzində bir çox nəsillər çıxdı, amma məncə, siz onlarla başınızı yormaq istəmirsiniz. Üstəlik, orta istifadəçi üçün aralarındakı fərqlər əhəmiyyətsiz və ya anlaşılmazdır.

PCI Spesifikasiyaları

Bilməli olduğunuz əsas port parametrləri:

• Tezlik - 33,33 və ya 66,66 meqahers, məlumat sinxron şəkildə göndərilir;
• Bit ölçüsü - həmişəki kimi, 32 və ya 64 bit;
• Yaddaşın və giriş/çıxış portlarının ünvan sahəsi eynidir - 4 bayt (32 bit);
• 1 funksiya üçün başqa bir ünvan sahəsi (konfiqurasiya) 256 baytdır;
• 32 bit və 33 MHz modelinin maksimal sürəti saniyədə 133 meqabaytdır;
• Gərginlik - 3,3 və ya 5 Volt;
• Multiply bus master funksiyası var, yəni eyni avtobusda bir neçə sərt disk nəzarətçisi eyni anda işləyə bilər.

PCI-Express ilə fərq

Bu, sələfinin müasir modifikasiyasıdır. O, PCI proqram modelinə əsaslanır, lakin əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilmiş performansa malikdir. Hazırda əksər cihazlar bu interfeyslə istehsal olunur.

Onların arasında birinci fərq köhnə versiyanın paralel, yenisinin isə ardıcıl olmasıdır. Bu o deməkdir ki, ikinci halda bir neçə sətir (x1-dən x32-ə qədər) daxil ola bilən iki istiqamətli əlaqə var. Nə qədər çox olsa, işin sürəti bir o qədər yüksəkdir.

Nə olursa olsun, müasir avtobusun ötürmə qabiliyyəti köhnə analoqundan daha yüksək olacaq. Müqayisə üçün: 66 MHz tezlikli PCI üçün 266 MB/s, 16 zolaqlı 3-cü nəsil PCI-E üçün isə 32 GB/s-dir.

İndi siz PCI haqqında əsasları bilirsiniz.

Məsləhət görürəm ki, bu məlumatların üzərində dayanmayın və bloqumuzdakı digər məqalələrdən yeni biliklər əldə edin.

WiFi modulları və digər oxşar cihazlar. Intel 2002-ci ildə bu avtobusu inkişaf etdirməyə başladı. İndi qeyri-kommersiya təşkilatı PCI Special Interest Group bu avtobusun yeni versiyalarını hazırlayır.

Hazırda PCI Express avtobusu AGP, PCI və PCI-X kimi köhnəlmiş avtobusları tamamilə əvəz edib. PCI Express avtobusu anakartın aşağı hissəsində üfüqi vəziyyətdə yerləşir.

PCI Express, PCI avtobusu əsasında hazırlanmış bir avtobusdur. PCI Express və PCI arasındakı əsas fərqlər fiziki səviyyədədir. PCI paylaşılan avtobusdan istifadə edərkən, PCI Express ulduz topologiyasından istifadə edir. Hər bir cihaz ayrı bir əlaqə ilə ümumi keçidə qoşulur.

PCI Express proqram modeli əsasən PCI modelini izləyir. Buna görə də, mövcud olan əksər PCI nəzarətçiləri PCI Express avtobusundan istifadə etmək üçün asanlıqla dəyişdirilə bilər.

Ana platada PCI Express və PCI yuvaları

Bundan əlavə, PCI Express avtobusu yeni funksiyaları dəstəkləyir, məsələn:

• Cihazların isti qoşulması;
• Zəmanətli məlumat mübadiləsi sürəti;
• Enerji idarəetməsi;
• Ötürülmüş məlumatların bütövlüyünün monitorinqi;

PCI Express avtobusu necə işləyir?

PCI Express avtobusu cihazları birləşdirmək üçün iki istiqamətli serial bağlantıdan istifadə edir. Üstəlik, belə bir əlaqə bir (x1) və ya bir neçə (x2, x4, x8, x12, x16 və x32) ayrı sətirlərə malik ola bilər. Belə xətlər nə qədər çox istifadə edilərsə, PCI Express avtobusunun təmin edə biləcəyi məlumat ötürmə sürəti bir o qədər yüksək olar. Dəstəklənən xətlərin sayından asılı olaraq, anakartdakı sinif ölçüsü fərqli olacaq. Bir (x1), dörd (x4) və on altı (x16) xətti olan yuvalar var.

PCI Express slot ölçülərinin vizual nümayişi

Bundan əlavə, hər hansı bir PCI Express cihazı, əgər slotun eyni və ya daha çox xətti varsa, istənilən yuvada işləyə bilər. Bu, x1 konnektorlu PCI Express kartını anakartdakı x16 yuvasına quraşdırmağa imkan verir.

PCI Express bant genişliyi zolaqların sayından və avtobus versiyasından asılıdır.

Gbit/s ilə bir yol/hər iki yol
	Sətirlərin sayı
PCIe 1.0	2/4	4/8	8/16	16/32	24/48	32/64	64/128
PCIe 2.0	4/8	8/16	16/32	32/64	48/96	64/128	128/256
PCIe 3.0	8/16	16/32	32/64	64/128	96/192	128/256	256/512
PCIe 4.0	16/32	32/64	64/128	128/256	192/384	256/512	512/1024

PCI Express cihazlarının nümunələri

PCI Express ilk növbədə diskret video kartları birləşdirmək üçün istifadə olunur. Bu avtobusun meydana çıxmasından bəri tamamilə bütün video kartlar ondan istifadə edir.

GIGABYTE GeForce GTX 770 qrafik kartı

Bununla belə, PCI Express avtobusunun edə biləcəyi bütün bunlar deyil. Digər komponentlərin istehsalçıları tərəfindən istifadə olunur.

SUS Xonar DX səs kartı

SSD sürücüsü OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Yanmayan parçalardan harada istifadə olunur www.algo-textile.ru. Ağcaqanad torları üçün ağcaqanad torları aksesuarları 2-sklad.ru.

PCI və PCI-X

PCI və PCI-X avtobusları

Giriş

PCI və PCI-X avtobusları müasir kompüterlərdə əsas giriş/çıxış genişləndirmə avtobuslarıdır; video adapterləri birləşdirmək üçün onlar AGP portu ilə tamamlanır. Giriş/çıxış genişləndirmə avtobusları (Genişləndirmə avtobusu) sistem səviyyəsində əlaqədir: onlar adapterlərə və periferik nəzarətçilərə kompüter sisteminin resurslarından - yaddaş və giriş/çıxış ünvan sahəsi, fasilələr, yaddaşa birbaşa çıxış imkanı verir. Genişləndirici avtobuslara qoşulan qurğular digər kompüter resurslarına çıxış əldə edərək, bu avtobusları özləri idarə edə bilirlər. Genişləndirici avtobuslar mexaniki olaraq yuvalar (yuva birləşdiriciləri) və ya pin birləşdiriciləri kimi həyata keçirilir; Onlar dirijorların qısa uzunluğu ilə xarakterizə olunur, yəni onlar yüksək iş sürətinə nail olmağa imkan verən sırf yerlidirlər. Bu avtobuslar konnektorlara buraxılmaya bilər, lakin inteqrasiya olunmuş anakartlarda cihazları birləşdirmək üçün istifadə olunur.

Əvvəlcə PCI avtobusu ISA avtobusu olan sistemlərə əlavə (mezzanine avtobus) kimi təqdim edildi. O, Pentium prosessorları nəzərə alınmaqla hazırlanmışdır, lakin i486 prosessorları ilə də yaxşı işləyirdi. Daha sonra PCI bir müddət mərkəzi avtobusa çevrildi: o, ana platanın çipsetinin bir hissəsi olan yüksək performanslı körpü (“şimal” körpüsü) vasitəsilə prosessor avtobusuna qoşuldu. Qalan giriş/çıxış genişləndirmə avtobusları (ISA/EISA və ya MCA), həmçinin yerli ISA-ya bənzər X-BUS avtobusu və sistem lövhəsinin çiplərinin qoşulduğu LPC interfeysi (ROM BIOS, kəsmə nəzarətçiləri, klaviaturalar, DMA) , COM və LPT portları, HDD və digər "xırda şeylər") "cənub" körpüsü ilə PCI avtobusuna qoşulur. “Hub” arxitekturasına malik müasir ana platalarda PCI avtobusu prosessor və yaddaşla əlaqə kanalının gücünə zərər vermədən, həm də tranzit trafiki olan digər avtobuslara qurğular yükləmədən periferiyaya köçürülüb.

PCI avtobusu sinxrondur - bütün siqnallar CLK siqnalının müsbət kənarı (kənarı) tərəfindən tutulur. Nominal sinxronizasiya tezliyi 33,3 MHz hesab olunur, zəruri hallarda onu aşağı salmaq olar. PCI 2.1 versiyasından başlayaraq, avtobusdakı bütün qurğular "razılaşarsa" tezliyi 66,6 MHz-ə qədər artırmaq mümkündür. PCI-X-də tezlik 133 MHz-ə çata bilər.

PCI tipik eni 32 bit olan paralel multipleksləşdirilmiş ünvan/məlumat (AD) avtobusundan istifadə edir. Spesifikasiya bit dərinliyini 64 bitə qədər genişləndirmək imkanını müəyyən edir; PCI-X 2.0 versiyası da 16 bitlik avtobus seçimini müəyyən edir. 33 MHz avtobus tezliyində nəzəri ötürmə qabiliyyəti 32 bitlik avtobus üçün 132 MB/s, 64 bitlik avtobus üçün 264 MB/s-ə çatır; 66 MHz sinxronizasiya tezliyində - müvafiq olaraq 264 MB/s və 528 MB/s. Bununla belə, bu pik dəyərlərə yalnız paket ötürülməsi zamanı çatılır: protokolun əlavə yükü səbəbindən, faktiki orta avtobus ötürmə qabiliyyəti daha aşağıdır.

PCI və PCI-X avtobuslarının və PC-yə uyğun gələn kompüterlərin digər genişləndirici avtobuslarının müqayisəli xüsusiyyətləri cədvəldə verilmişdir. 1.1. ISA avtobusu masa üstü kompüterləri tərk edir, lakin o, həm ənənəvi slot versiyasında, həm də “sendviç” PC/104 versiyasında sənaye və quraşdırılmış kompüterlərdə öz mövqeyini saxlayır. PC Card və Card Bus avtobusları olan PCMCIA yuvaları noutbuk kompüterlərində geniş istifadə olunur. LPC avtobusu resurs tələb etməyən cihazları ana plataya qoşmaq üçün müasir, ucuz vasitədir.

Təkər	Pik ötürücülük MB/s	DMA kanalları	Avtobus ustası	ACFG	Məlumat eni	Ünvan ölçüsü	Tezlik MHz
BSA-8	4	3	-	-	8	20	8
BSA-16	8	7	+	-	16	24	8
LPC	6,7	7	+	-	8/16/32	32	33
EISA	33,3	7	+	+	32	32	8,33
MCA-16	16	-	+	+	16	24	10
MCA-32	20	-	+	+	32	32	10
VLB	132	-	(+)	-	32/64	32	33-50(66)
PCI	133-533	-	+	+	32/64	32/64	33/66
PCI-X	533-4256	-	+	+	16/32/64	32/64	66-133
PCI Express	496-15872	-	+	+	1/2/4/8/12/16/32	32/64	2,5 GHz
AGP 1x/2x/4x/8x	266/533/1066/2132	-	+	+	32	32/64	66
PCMCIA	10/22	+	-	+	8/16	26	10
Kart avtobusu	132	-	+	+	32	32	33

ACFG1-Avtomatik konfiqurasiyanı dəstəkləyir. ISA üçün PnP adapterlər və proqram təminatı tərəfindən həyata keçirilən gec əlavədir.

PCI və PCI-X avtobus siqnalizasiya protokolu

PCI və PCI-X şinində məlumat mübadiləsi əməliyyatlar - məntiqi olaraq başa çatdırılmış mübadilə əməliyyatları şəklində təşkil edilir. Tipik bir əməliyyat iki cihazı əhatə edir: mübadilə təşəbbüskarı, həmçinin master cihaz kimi tanınan və hədəf cihaz, həmçinin qul kimi də bilinir. Bu cihazlar arasında qarşılıqlı əlaqə qaydaları PCI avtobus protokolu ilə müəyyən edilir. Cihaz iştirakçı olmadan (heç bir siqnal daxil etmədən) avtobusda aparılan əməliyyatlara nəzarət edə bilir; Snooping termini izləmə rejiminə uyğundur. Xüsusi bir əməliyyat növü (Special Cycle) var - yayım, burada təşəbbüskar protokola uyğun olaraq heç bir cihazla qarşılıqlı əlaqə yaratmır. Hər bir əməliyyat bir əmri yerinə yetirir, adətən məlumatları müəyyən bir ünvana oxuyur və ya yazır. Əməliyyat, təşəbbüskarın əmr və hədəf ünvanını təyin etdiyi ünvan mərhələsi ilə başlayır. Bir cihaz (məlumat mənbəyi) məlumatı avtobusa yerləşdirir və digəri (lavabo) onu oxuyur. Bir neçə məlumat fazasına malik olan əməliyyatlara toplu əməliyyatlar deyilir. Tək əməliyyatlar da var (bir məlumat mərhələsi ilə). Hədəf cihaz (və ya təşəbbüskar) mübadilə üçün hazır deyilsə, əməliyyat məlumat mərhələləri olmadan tamamlana bilər. PCI-X avtobusu tranzaksiya haqqında əlavə məlumatın ötürüldüyü bir atribut mərhələsi əlavə etdi.

PCI və PCI-X avtobus siqnalizasiya protokolu

Avtobus interfeysi siqnallarının tərkibi və məqsədi aşağıdakı cədvəldə verilmişdir. Bütün siqnal xətlərinin vəziyyətləri müsbət kənar CLK ilə qəbul edilir və sonrakı təsvirdə bu anlar avtobus dövrləri ilə nəzərdə tutulur (rəqəmlərdə şaquli nöqtəli xətlərlə qeyd olunur). Müxtəlif vaxtlarda eyni siqnal xətləri müxtəlif avtobus cihazları tərəfindən idarə olunur və düzgün (münaqişəsiz) "səlahiyyətlərin ötürülməsi" üçün heç bir cihazın xətti idarə etmədiyi bir müddət tələb olunur. Zaman diaqramlarında bu hadisə - sözdə "piruet" (dönüş) - bir cüt yarımdairəvi oxlarla göstərilir.

Cədvəl. PCI avtobus siqnalları

Siqnal	Məqsəd
AD	Ünvan/Data - multipleksləşdirilmiş ünvan/məlumat avtobusu. Əməliyyatın əvvəlində ünvan ötürülür, sonrakı dövrlərdə - məlumatlar
C/B#	Command/Byte Enable - baytlara daxil olmaq üçün əmr/icazə. Növbəti avtobus dövrünün növünü təyin edən komanda ünvan mərhələsində dörd bitlik kodla müəyyən edilir
FRAME#	Çərçivə. Siqnalın tətbiqi əməliyyatın başlanğıcını (ünvan mərhələsi), siqnalın çıxarılması sonrakı məlumat ötürmə dövrünün əməliyyatda sonuncu olduğunu göstərir.
DEVSEL#	Cihaz seçimi - cihaz seçilir (nəzarət mərkəzinin ona ünvanlanmış əməliyyata cavabı)
IRDY#	Initiator Ready - əsas cihazın məlumat mübadiləsinə hazır olması
TRDY#	Hədəf Hazır - idarəetmə mərkəzinin məlumat mübadiləsinə hazır olması
STOP#	Cari əməliyyatı dayandırmaq üçün CPU-dan master-a müraciət edin
QİLİD #	Fasiləsiz işləməyi təmin etmək üçün avtobus kilidi siqnalı. Bir əməliyyatı tamamlamaq üçün çoxlu PCI əməliyyatları tələb edən körpü tərəfindən istifadə olunur
TƏLƏB#	Sorğu - avtobusu ələ keçirmək üçün master cihazdan sorğu
GNT#	Qrant - avtobusun idarə edilməsini ustaya vermək
PAR	Paritet - AD və C/BE# xətləri üçün ümumi paritet biti
PERR#	Paritet xətası — paritet xətası siqnalı (xüsusi dövrlərdən başqa bütün dövrlər üçün). Səhv aşkarlayan hər hansı bir cihaz tərəfindən yaradılır
PME#	Güc İdarəetmə Hadisəsi - istehlak rejimində dəyişikliyə səbəb olan hadisələr haqqında siqnal (PCI 2.2-də təqdim olunan əlavə siqnal)
CLKRUN#	Saat işləyir - avtobus nominal saat tezliyində işləyir. Siqnalın silinməsi istehlakı azaltmaq üçün sinxronizasiyanı yavaşlatmaq və ya dayandırmaq deməkdir (mobil proqramlar üçün)
PRSN #	İndi - enerji istehlakı tələbini kodlayan lövhənin mövcudluğu göstəriciləri. Genişləndirmə kartında bir və ya iki LED xətti anakart tərəfindən hiss edilən GND avtobusuna qoşulur.
RST#	Sıfırla - bütün registrləri ilkin vəziyyətinə qaytarın ("Sıfırla" düyməsini basın və yenidən başladıqda)
İDSEL	Initialization Device Select - konfiqurasiya oxu və yazma dövrlərində cihaz seçimi; Bu dövrələrə bu xəttdə yüksək siqnal səviyyəsini təyin edən cihaz cavab verir
SERR#	Sistem xətası - sistem xətası. Xüsusi çərçivədə ünvan və ya məlumat pariteti xətası və ya cihaz tərəfindən aşkar edilən digər fəlakətli xəta. İstənilən PCI cihazı ilə aktivləşdirilir və NMI-yə zəng edir
REQ64#	64 bit sorğu - 64 bitlik mübadilə tələbi. Siqnal 64-bit başlatıcı tərəfindən daxil edilir; Sıfırlama tamamlandıqda (RST# siqnalı) 64 bitlik cihaza onun 64 bitlik avtobusa qoşulduğunu bildirir. 64 bitlik cihaz bu siqnalı aşkar etməzsə, yüksək baytlıq bufer sxemlərini söndürməklə özünü 32 bitlik rejimə yenidən konfiqurasiya etməlidir.
ACK64#	64-bit mübadiləsinin təsdiqi. Siqnal DEVSEL# ilə eyni vaxtda ünvanını tanıyan 64 bitlik CPU tərəfindən daxil edilir. Bu təsdiqin olmaması təşəbbüsçünü 32 bitlik mübadilə etməyə məcbur edəcək
INTA#, INTB#, INTC#, INTD#	Interrupt A, B, C, D - sorğu xətlərinin kəsilməsi, səviyyə həssaslığı, aktiv səviyyə - aşağı, bu da xətlərin ayrılmasına (paylaşılmasına) imkan verir.
CLK	Saat — avtobusun saat tezliyi. 20-33 MHz diapazonunda olmalıdır, PCI 2.1-dən başlayaraq 66 MHz-ə qədər, PCI-X-də 100 və 133 MHz-ə qədər ola bilər.
M66EN	66MHz Enable - 66 MHz-ə qədər saat tezliyi həlli (kartlarda 33 MHz torpaqlanır, 66 MHz-də pulsuzdur)
PCIXCAP (38B)	PCI-X imkanları: PCI lövhələrində - torpaqlanmış, 0,01 µF kondansatör vasitəsilə yerə qoşulmuş PCI-X133-də, PCI-X66-da - 10 kOhm, 0,01 µF paralel RC dövrəsi ilə.
SDONE	Snoop Done - snoop dövrünün cari əməliyyat üçün tamamlandığını bildirir. Aşağı səviyyə yaddaş və keş koherensiyası monitorinq dövrünün tamamlanmadığını göstərir. Yalnız keş yaddaşı olan avtobus cihazları tərəfindən istifadə edilən əlavə siqnal. PCI 2.2-dən etibarən köhnəlmişdir
SBO#	Snoop Backoff - avtobus abunəçisinin yaddaşına cari giriş dəyişdirilmiş keş xəttində başa çatır. Geri yazma alqoritmi zamanı yalnız keş yaddaşı olan avtobus abunəçiləri tərəfindən istifadə edilən əlavə siqnal. PCI 2.2-dən etibarən köhnəlmişdir
SMBCLK	SMBus Clock - SMBus avtobusunun saat siqnalı (I2C interfeysi). PCI 2.3-dən bəri təqdim edilmişdir
SMBDAT	SMBus Data - SMBus avtobusunun seriya məlumatları (I2C interfeysi). PCI 2.3-dən bəri təqdim edilmişdir
TCK	Test Clock - JTAG test interfeysi sinxronizasiyası
TDI	Test Data Input - JTAG test interfeysi giriş məlumatları
TDO	Test Data Output - JTAG test interfeysinin çıxış məlumatları
TMS	Test Mode Select - JTAG test interfeysi üçün rejimi seçin
TRST	Test Logic Reset - test məntiqini sıfırlayın

İstənilən vaxt avtobusu yalnız arbitrdən bunu etmək hüququnu almış bir master cihaz idarə edə bilər. Hər bir master cihaz bir cüt siqnala malikdir - REQ# avtobus nəzarətini tələb etmək üçün və GNT# avtobusa nəzarətin verildiyini təsdiqləmək üçün. Cihaz yalnız aktiv GNT# siqnalını qəbul etdikdə və avtobus fəaliyyəti olmayana qədər gözlədikdə əməliyyata başlaya bilər (FRAME# siqnalını təyin edin). Qeyd edək ki, dincəlməyi gözləyərkən arbitr “fikrini dəyişə” və avtobusun idarəsini daha yüksək prioritet olan başqa cihaza verə bilər. GNT# siqnalının çıxarılması cihazın növbəti tranzaksiyaya başlamasının qarşısını alır və müəyyən şərtlər altında (aşağıya bax) onu cari əməliyyatı dayandırmağa məcbur edə bilər. Avtobusdan istifadə etmək üçün müraciətlərin arbitrajı xüsusi qovşaq - bu avtobusu mərkəzlə birləşdirən körpünün bir hissəsi olan arbitr tərəfindən həyata keçirilir. Prioritet sxemi (sabit, dairəvi, birləşdirilmiş) arbitr proqramlaşdırması ilə müəyyən edilir.

Ünvan və məlumat üçün ümumi multipleksləşdirilmiş AD xətləri istifadə olunur. Dörd multipleksləşdirilmiş C/BE xətti ünvan mərhələsində təlimat kodlamasını və məlumat mərhələsində bayt həllini təmin edir. Yazma əməliyyatlarında C/BE sətirləri onların oxunma əməliyyatlarında AD avtobusunda olması ilə eyni vaxtda məlumat baytlarından istifadə etməyə imkan verir, bu siqnallar növbəti verilənlər fazasının baytlarına istinad edir; Ünvan mərhələsində (əməliyyatın başlanğıcı) master FRAME# siqnalını aktivləşdirir, hədəf ünvanı AD avtobusunda ötürür və C/BE# sətirlərində əməliyyatın növü (əmr) haqqında məlumat ötürür. Ünvanlı hədəf cihaz DEVSEL# siqnalı ilə cavab verir. Əsas cihaz IRDY# siqnalı ilə məlumat mübadiləsinə hazır olduğunu göstərir. Hədəf cihaz məlumat mübadiləsinə hazır olduqda, TRDY# siqnalını təyin edəcək. Məlumat AD avtobusunda yalnız IRDY# və TRDY# siqnalları eyni vaxtda mövcud olduqda ötürülür. Bu siqnallardan istifadə edərək, master və hədəf qurğular gözləmə vəziyyətlərini təqdim etməklə sürətlərini əlaqələndirirlər. Aşağıdakı rəqəm həm əsas, həm də hədəf cihazların gözləmə saatlarına daxil olduğu rabitə vaxtı diaqramını göstərir. Əgər onların hər ikisi ünvan fazasının sonunda hazır siqnallara daxil olsaydı və mübadilə bitənə qədər onları çıxarmasaydı, o zaman ünvan fazasından sonra hər takt siklində 32 bit məlumat ötürülərdi ki, bu da maksimum mübadilə performansını təmin edərdi. Oxunma əməliyyatlarında, ünvan mərhələsindən sonra, pirouette üçün əlavə saat tələb olunur, bu müddət ərzində təşəbbüskar AD xəttinə nəzarət etməyi dayandırır; Hədəf cihaz yalnız növbəti saat dövrəsində AD avtobusuna nəzarəti ələ keçirə biləcək. Yazma əməliyyatında pirouette lazım deyil, çünki təşəbbüskar məlumatları ötürür.

PCI avtobusunda bütün əməliyyatlar partlama kimi qəbul edilir: hər bir əməliyyat bir və ya bir neçə məlumat mərhələsi ilə izlənilə bilən ünvan mərhələsi ilə başlayır. Paketdəki verilənlər fazalarının sayı açıq şəkildə göstərilmir, lakin son məlumat fazasının takt siklində IRDY# siqnalı daxil edildikdə master cihaz FRAME# siqnalını çıxarır. Tək əməliyyatlarda FRAME# siqnalı yalnız bir saat dövrü üçün aktivdir. Əgər cihaz qul rejimində toplu əməliyyatları dəstəkləmirsə, o zaman ilk məlumat mərhələsində (TRDY# ilə eyni vaxtda STOP# siqnalını təsdiq etməklə) toplu əməliyyatın dayandırılmasını tələb etməlidir. Buna cavab olaraq, master verilmiş əməliyyatı tamamlayacaq və sonrakı əməliyyatı növbəti ünvan dəyəri ilə mübadilə etməyə davam edəcək. Son məlumat mərhələsindən sonra master cihaz IRDY# siqnalını çıxarır və avtobus boş vəziyyətə (İdle) keçir - hər iki siqnal: FRAME# və IRDY# passiv vəziyyətdədir.

Təşəbbüsçu IRDY#-ni silməklə eyni vaxtda FRAME# təyin edərək, istirahət müddəti olmadan növbəti əməliyyata başlaya bilər. Bu cür sürətli bitişik əməliyyatlar (Fast Back-to-Back) bir və ya müxtəlif hədəf cihazlara ünvanlana bilər. Sürətli bitişik əməliyyatların birinci növü hədəf cihaz kimi fəaliyyət göstərən bütün PCI cihazları tərəfindən dəstəklənir. Bitişik əməliyyatların ikinci növü üçün dəstək (belə dəstək isteğe bağlıdır) status reyestrinin 7-ci biti ilə göstərilir. Təşəbbüsçuya (əgər bacarırsa) müxtəlif qurğularla sürətli bitişik əməliyyatlardan istifadə etməyə icazə verilir (icazə komanda reyestrinin 9-cu biti ilə müəyyən edilir) yalnız bütün avtobus agentləri sürətli zənglərə icazə verərsə. PCI-X rejimində məlumat mübadiləsi zamanı sürətli bitişik əməliyyatlara icazə verilmir.

Avtobus protokolu mübadilənin etibarlılığını təmin edir - əsas cihaz həmişə hədəf cihaz tərəfindən əməliyyatın işlənməsi haqqında məlumat alır. Mübadilənin etibarlılığını artırmaq üçün bir vasitə paritet nəzarətindən istifadə etməkdir: həm ünvan mərhələsində, həm də məlumat mərhələsində AD və C/BE# xətləri PAR paritet biti ilə qorunur (bu xətlərin müəyyən bitlərinin sayı, PAR daxil olmaqla bərabər olmalıdır). Həqiqi PAR dəyəri avtobusda AD və C/BE# sətirlərinə nisbətən bir saat dövrü gecikməsi ilə görünür. Səhv aşkar edildikdə, cihaz PERR# siqnalı yaradır (avtobusda etibarlı paritet biti göründükdən sonra bir saat dəyişdirilir). Məlumat ötürülməsi zamanı paritet hesablanarkən bütün baytlar, o cümlədən etibarsız baytlar nəzərə alınır (yüksək C/BEx# siqnalı ilə qeyd olunur). Bit vəziyyəti, hətta etibarsız data baytlarında belə, məlumat mərhələsində sabit qalmalıdır.

Avtobusda hər bir əməliyyat planlaşdırıldığı kimi tamamlanmalı və ya dayandırılmalıdır və avtobus istirahət vəziyyətinə keçməlidir (FRAME# və IRDY# siqnalları passivdir). Əməliyyatın tamamlanması ya əsas cihaz tərəfindən, ya da hədəf cihaz tərəfindən başlanır.

Master əməliyyatı aşağıdakı yollardan biri ilə tamamlaya bilər:

• tamamlama - məlumat mübadiləsinin sonunda normal dayandırma;
• time-out — fasilə ilə tamamlama. Tranzaksiya zamanı (GNT# siqnalını silməklə) master avtobus idarəetməsi çıxarıldıqda və onun Gecikmə Taymeri ilə müəyyən edilmiş vaxt başa çatdıqda baş verir. Bu, ünvanlanan hədəf cihaz gözlənilmədən yavaş olarsa və ya əməliyyatın çox uzun olması planlaşdırılırsa baş verə bilər. Qısa əməliyyatlar (bir və ya iki məlumat mərhələsi ilə), hətta GNT# siqnalı çıxarılsa və taymer işə salınsa belə, normal şəkildə tamamlanır;
• master-Abort - Əsas cihaz müəyyən edilmiş vaxt ərzində hədəf cihazdan (DEVSEL# siqnalı) cavab almadıqda əməliyyatı dayandırın.

Əməliyyat hədəf cihazın təşəbbüsü ilə dayandırıla bilər; Bunun üçün o, STOP# siqnalını daxil edə bilər. Üç növ əməliyyatın dayandırılması mümkündür:

• təkrar cəhd - təkrarlama, ilk məlumat mərhələsindən əvvəl passiv TRDY# siqnalı ilə STOP# siqnalının tətbiqi. Bu vəziyyət, hədəf cihazın daxili məşğulluq səbəbindən ilk məlumatları vaxtında (16 saat dövrü) istehsal etməyə vaxtı olmadığı zaman baş verir. Yenidən cəhdin dayandırılması master üçün eyni əməliyyatı yenidən başlatmaq üçün göstəricidir;
• disconnect - əlaqənin kəsilməsi, ilk məlumat mərhələsində və ya ondan sonra STOP# siqnalının tətbiqi. Növbəti məlumat fazasının TRDY# siqnalı aktiv olarkən STOP# siqnalı daxil edilərsə, o zaman bu məlumatlar ötürülür və əməliyyat tamamlanır. TRDY# siqnalı passiv olduqda STOP# siqnalı təyin edilirsə, o zaman növbəti mərhələnin məlumatlarını ötürmədən əməliyyat tamamlanır. Bağlantının kəsilməsi, hədəf cihaz paket məlumatlarının növbəti hissəsini vaxtında verə bilmədikdə baş verir. Bağlantının kəsilməsi master üçün bu əməliyyatı yenidən başlatmaq üçün bir göstəricidir, lakin dəyişdirilmiş başlanğıc ünvanı ilə;
• hədəf-abort - uğursuzluq, DEVSEL# siqnalının çıxarılması ilə eyni vaxtda STOP# siqnalının tətbiqi (əvvəlki hallarda STOP# siqnalı görünəndə DEVSEL# siqnalı aktiv idi). Bundan sonra məlumatlar artıq ötürülmür. İmtina, hədəf cihaz ölümcül xəta və ya digər şərtlər aşkar etdikdə baş verir ki, bu səbəbdən o, artıq verilmiş sorğuya (o cümlədən dəstəklənməyən əmr daxil olmaqla) xidmət göstərə bilməyəcək.

Üç növ əməliyyatın dayandırılmasından istifadə bütün hədəf cihazlar üçün zəruri deyil, lakin hər hansı əsas cihaz bu səbəblərdən hər hansı birinə görə əməliyyatları dayandırmağa hazır olmalıdır.

Yenidən cəhdin dayandırılması növü gecikmiş əməliyyatları təşkil etmək üçün istifadə olunur. Təxirə salınmış əməliyyatlar yalnız yavaş hədəf qurğular, həmçinin əməliyyatları başqa bir avtobusa çevirərkən PCI körpüləri tərəfindən istifadə olunur. Yenidən cəhd şərti ilə tranzaksiyanı dayandırmaqla (təşəbbüskar üçün) hədəf cihaz əməliyyatı daxildə icra edir. Təşəbbüskar bu əməliyyatı təkrar etdikdə (verilənlər mərhələsində eyni ünvan və eyni C/BE# siqnal dəsti ilə eyni əmr verir), hədəf cihaz (və ya körpü) artıq nəticəyə hazır olacaq (məlumatı oxumaq və ya tərəqqi yazmaq) statusu) tez bir zamanda təşəbbüskara qayıdacaq. Müəyyən bir cihaz tərəfindən həyata keçirilən gözlənilən əməliyyatın nəticəsi, nəticələr təşəbbüskar tərəfindən tələb olunana qədər cihaz və ya körpü tərəfindən saxlanmalıdır. Bununla belə, o, əməliyyatı təkrarlamağı “unuda” bilər (bəzi anormal vəziyyətlərə görə). Nəticə saxlama buferinin daşmasının qarşısını almaq üçün cihaz bu nəticələri atmalıdır. Əgər tranzaksiya əvvəlcədən götürülməyə imkan verən yaddaşa təxirə salınıbsa (əvvəlcədən götürülə bilən atributla, aşağıya baxın) atma yan təsirlər olmadan həyata keçirilə bilər. Ümumiyyətlə, digər əməliyyat növləri cəzasız qala bilməz (məlumatların bütövlüyü onlar üçün pozula bilər, atmağa yalnız 215 avtobus dövrü üçün uğursuz bir şəkildə gözlədikdən sonra icazə verilir (atma taymeri işə salındıqda). Cihaz bu istisnanı öz sürücüsünə (və ya bütün sistemə) bildirə bilər.

Əməliyyatın təşəbbüskarı çoxsaylı avtobus əməliyyatlarını tələb edən mübadilə əməliyyatı müddətində PCI avtobusunun eksklüziv istifadəsini tələb edə bilər. Beləliklə, məsələn, CPU PCI cihazına aid yaddaş hüceyrəsində məlumatların dəyişdirilməsi təlimatını yerinə yetirirsə, o, cihazdan məlumatları oxumalı, onu ALU-da dəyişdirməli və nəticəni cihaza qaytarmalıdır. Digər təşəbbüskarların əməliyyatlarının bu əməliyyata müdaxiləsinin qarşısını almaq üçün (məlumatların bütövlüyünün pozulmasına səbəb ola bilər) əsas körpü onu bloklanmış əməliyyat kimi yerinə yetirir - LOCK# avtobus siqnalı əməliyyatın bütün müddəti ərzində verilir. Bu siqnal adi PCI cihazları (körpülər deyil) tərəfindən heç bir şəkildə istifadə edilmir (və ya istehsal olunmur); o, yalnız arbitraja nəzarət etmək üçün körpülər tərəfindən istifadə olunur.

PC-yə uyğun gələn kompüterlərdə aparat fasilələri

PCI cihazları kəsilmələrdən istifadə edərək asinxron hadisələrə siqnal vermək qabiliyyətinə malikdir. PCI avtobusunda dörd növ kəsilmə siqnalı mövcuddur:

• INTx xətləri vasitəsilə ənənəvi simli siqnalizasiya;
• PME# xətti vasitəsilə enerjinin idarə olunması hadisələrinin simli siqnalizasiyası;
• mesajlardan istifadə edərək siqnalizasiya - MSI;
• SERR# xəttində ölümcül bir səhv siqnalı.

Bu fəsildə bu siqnal növlərinin hər biri, eləcə də PC-yə uyğun gələn kompüterlərdə aparatın kəsilməsi dəstəyinin ümumi mənzərəsi əhatə olunur.

PC-yə uyğun gələn kompüterlərdə aparat fasilələri

Aparat fasilələri prosessorun icraçı proqram kodu ilə əlaqədar asinxron baş verən hadisələrə cavab verməsini təmin edir. Xatırladaq ki, aparat fasilələri maskalana bilən və maskalanamayanlara bölünür. X86 prosessoru kəsmə siqnalını qəbul etdikdən sonra stekdə vəziyyəti (bayraqlar və qayıdış ünvanı) saxlayaraq cari təlimat axınının icrasını dayandırır və kəsilmə ilə işləmə prosedurunu yerinə yetirir. Xüsusi emal proseduru kəsmə cədvəlindən kəsmə vektoru ilə seçilir - bu cədvəldəki elementin bir baytlıq nömrəsi. Kəsmə vektoru müxtəlif üsullarla prosessora gətirilir: maskalanmayan kəsilmə üçün o, sabitlənir, maskalana bilən kəsilmələr üçün xüsusi kəsmə nəzarətçisi tərəfindən bildirilir. X86 prosessorlarında aparat fasilələri ilə yanaşı, daxili fasilələr də var - göstərişlərin yerinə yetirilməsinin xüsusi halları və proqram təminatının kəsilməsi ilə bağlı istisnalar. İstisnalar üçün vektor xüsusi şərtin özü ilə müəyyən edilir və Intel istisnalar üçün ilk 32 vektoru (0-31 və ya 00-1Fh) saxlayır. Proqram təminatının kəsilməsində vektor nömrəsi təlimatın özündə olur (proqram təminatının kəsilməsi prosedurları nömrə ilə çağırmağın sadəcə xüsusi üsuludur, bayraq reyestri əvvəlcə yığında saxlanılır). Bu kəsilmələrin hamısı eyni 256 mümkün vektor dəstindən istifadə edir. Tarixən, hardware fasilələri üçün istifadə edilən vektorlar istisna vektorları və BIOS və DOS xidmət zəngləri üçün istifadə olunan proqram kəsmələri üçün vektorlarla üst-üstə düşür. Beləliklə, bir sıra vektor nömrələri üçün kəsmə cədvəlinin istinad etdiyi prosedur ilk növbədə onun nə üçün çağırıldığını müəyyən edən proqram kodunu ehtiva etməlidir: istisnaya, aparat kəsilməsinə və ya hansısa sistem xidmətinə zəng etmək üçün. Beləliklə, prosessorun eyni asinxron hadisəyə reaksiyasını təmin edən prosedur yalnız kəsmə mənbəyini müəyyən etmək üçün bir sıra hərəkətlərdən sonra çağırılacaqdır. Burada həmçinin qeyd edirik ki, eyni kəsmə vektoru bir neçə periferik cihaz tərəfindən istifadə edilə bilər - bu, aşağıda ətraflı müzakirə olunan kəsilmələrin paylaşılan istifadəsi adlanır.

Prosessorun real və qorunan rejimlərində kəsmə xidməti rejiminə zəng etmək əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir:

• real rejimdə kəsmə cədvəli uzaq çağırışla çağırılan müvafiq prosedurlara 4 baytlıq uzaq göstəriciləri (seqment və ofset) ehtiva edir (əvvəlcədən saxlanan bayraqlarla Uzağa Zəng edin). Cədvəlin ölçüsü (256 × 4 bayt) və mövqeyi (ünvan 0-dan başlayaraq) sabitdir;
• Qorunan rejimdə (və xüsusi halda, V86 rejimində) cədvəldə 8 baytlıq kəsmə deskriptorları var, bunlar Interrupt Gates, Trap Gates və ya Task Gates ola bilər. Cədvəl ölçüsü azaldıla bilər (maksimum - 256 × 8 bayt), cədvəlin mövqeyi dəyişə bilər (prosessor IDT reyestrinin məzmunu ilə müəyyən edilir). Kesinti idarəedici kodu ən azı kəsilmiş tapşırıq kodu qədər imtiyazlı olmalıdır (əks halda təhlükəsizlik istisnası işə salınacaq). Bu səbəbdən, kəsmə işləyiciləri ƏS kernel səviyyəsində (sıfır imtiyaz səviyyəsində) işləməlidir. İşləyiciyə zəng edərkən imtiyaz səviyyəsinin dəyişdirilməsi yığının yenidən müəyyənləşdirilməsinə sərf olunan əlavə vaxtla nəticələnir. Tapşırıqların dəyişdirilməsinə səbəb olan fasilələr (Tapşırıq Qapısı vasitəsilə) kontekst keçidinə əhəmiyyətli vaxt sərf edir - prosessor registrlərini köhnə tapşırığın dövlət seqmentinə boşaltmaq və onları yenisinin vəziyyət seqmentindən yükləmək.

Qorunan rejimli əməliyyat sistemlərində aparat fasilələri üçün istifadə edilən vektor nömrələri, prosessor istisnaları üçün istifadə olunan vektorlarla ziddiyyət təşkil etməməsi üçün real rejimli əməliyyat sistemlərində istifadə olunanlardan fərqlidir.

Prosessor həmişə maskalana bilməyən kəsilməyə (NMI) cavab verir (əgər əvvəlki NMI-yə xidmət tamamlanıbsa); Bu kəsilmə sabit vektor 2-yə uyğundur. Fərdi kompüterlərdə maskalana bilməyən kəsilmələr, ölümcül aparat xətaları haqqında siqnal vermək üçün istifadə olunur. NMI xəttinə siqnal yaddaş idarəetmə sxemlərindən (paritet və ya ECC), ISA avtobus idarəetmə xətlərindən (IOCHK) və PCI avtobusundan (SERR#) gəlir. NMI siqnalı prosessora girməzdən əvvəl 070h portunun 7-ci bitini 1-ə təyin etməklə bloklanır, fərdi mənbələr aktivləşdirilir və 061h portunun bitləri ilə müəyyən edilir:

• bit 2 R/W - ERP - RAM və PCI avtobusunun SERR# siqnalını idarə etmək icazəsi;
• bit 3 R/W - EIC - ISA avtobus nəzarətini aktivləşdirmək;
• bit 6 R - IOCHK - ISA avtobusunda idarəetmə xətası (IOCHK # siqnal);
• bit 7 R - PCK - RAM paritet xətası və ya PCI avtobusunda SERR # siqnalı.

Prosessorun maskalana bilən fasilələrə reaksiyası onun daxili IF bayrağını sıfırlamaqla gecikdirilə bilər (CLI təlimatı kəsmələri söndürür, STI təlimatı işə salır). Maskalana bilən kəsilmələr cihazlardakı hadisələrə siqnal vermək üçün istifadə olunur. Cavab tələb edən hadisə baş verdikdə, cihaz adapteri (nəzarətçi) kəsmə sorğusu yaradır və bu, kəsmə nəzarətçisinin girişinə göndərilir. Kəsmə nəzarətçisinin vəzifəsi kəsmə sorğusunu prosessora çatdırmaq və proqram təminatının kəsilməsi ilə işləmə prosedurunun seçildiyi vektoru bildirməkdir.

Cihazın kəsilməsi proqramı cihaza xidmət göstərmək üçün hərəkətləri yerinə yetirməlidir, o cümlədən onun sonrakı hadisələrə cavab verməsi üçün sorğunu sıfırlamaq və kəsmə nəzarətçisinə tamamlama əmrlərini göndərmək. Emal rejiminə zəng edərkən prosessor avtomatik olaraq bütün bayraqların dəyərini stekdə saxlayır və maskalana bilən kəsilmələri söndürən IF bayrağını sıfırlayır. Bu prosedurdan qayıtdıqda (IRET təlimatından istifadə etməklə) prosessor saxlanmış bayraqları, o cümlədən (kesintidən əvvəl) IF dəstini bərpa edir, bu da yenidən kəsilmələri təmin edir. Əgər kəsmə idarəedicisinin işləməsi zamanı digər kəsmələrə reaksiya tələb olunursa (daha yüksək prioritet), onda STI təlimatı idarəedicidə olmalıdır. Bu, xüsusilə uzun idarəçilər üçün doğrudur; burada STI təlimatı mümkün qədər tez, kritik (kesintisiz) bölmədən dərhal sonra daxil edilməlidir. Kəsmə nəzarətçisi eyni və ya daha aşağı prioritet səviyyəli sonrakı kəsmələrə yalnız EOI (End Of Interrupt) əmrini aldıqdan sonra xidmət göstərəcək.

IBM PC-yə uyğun kompüterlər iki əsas növ kəsmə nəzarətçilərindən istifadə edir:

• PIC (Peripheral Interrupt Controller) ilk IBM PC modellərində istifadə edilən “tarixi” 8259A nəzarətçisinə uyğun proqram təminatı olan periferik kəsmə nəzarətçisidir. IBM PC/AT zamanından bəri, 15-ə qədər kəsmə sorğusu xəttinə xidmət göstərməyə imkan verən bir cüt kaskadlı PIC-lərin kombinasiyası istifadə edilmişdir;
• APIC (Advanced Peripheral Interrupt Controller) 4-5 nəsil prosessorlara (486 və Pentium) əsaslanan kompüterlərdə çoxprosessorlu sistemləri dəstəkləmək üçün təqdim edilmiş və bu gün də sonrakı prosessor modelləri üçün istifadə olunan təkmil periferik kəsmə nəzarətçisidir. Çoxprosessorlu konfiqurasiyaları dəstəkləməklə yanaşı, müasir APIC sizə mövcud kəsmə xətlərinin sayını artırmağa və mesaj mühərriki (MSI) vasitəsilə göndərilən PCI cihazlarından kəsmə sorğularını idarə etməyə imkan verir. APIC nəzarətçisi ilə təchiz edilmiş kompüter standart PIC cütü ilə uyğun rejimdə işləməyi bacarmalıdır. Bu rejim, APIC və multiprocessing bilməyən köhnə OS və MS DOS proqramlarından istifadə etməyə imkan verən hardware sıfırlaması (və işə salınması) ilə aktivləşdirilir.

Bir cüt PIC-dən istifadə edərək kəsmə sorğularının yaradılması üçün ənənəvi sxem aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

Kəsmə nəzarətçisinin girişləri sistem qurğularından (klaviatura, sistem taymeri, CMOS taymeri, soprosessor), ana platadakı periferik kontrollerlərdən və genişləndirmə kartlarından sorğular qəbul edir. Ənənəvi olaraq, sadalanan cihazlar tərəfindən tutulmayan bütün sorğu xətləri bütün ISA/EISA avtobus yuvalarında mövcuddur. Bu sətirlər IRQx olaraq təyin olunub və ümumi məqsədə malikdir (aşağıdakı cədvələ baxın). Bu xətlərin bəziləri PCI avtobusuna ayrılmışdır. Cədvəl həmçinin kəsilmə prioritetlərini göstərir - sorğular azalan ardıcıllıqla düzülür. Nəzarətçinin sorğu xətlərinə, prioritet sisteminə və bəzi digər parametrlərə uyğun gələn vektorların sayı kontrollerlər işə salındıqda proqramlı şəkildə təyin edilir. Bu əsas parametrlər proqram uyğunluğu üçün ənənəvi olaraq qalır, lakin real rejimli və qorunan rejimli əməliyyat sistemləri arasında fərqlənir. Məsələn, Windows OS-də master və slave kontrollerlər üçün əsas vektorlar müvafiq olaraq 50h və 58h-dir.

Ad (1 nömrə)	Vektor 2	Vektor 3	Nəzarətçi/maska	Təsvir
NMI	02h
IRQ0	08h	50 saat	#1/1sa	Kanala nəzarət, yaddaş pariteti (XT-də - köməkçi prosessor)
IRQ1	09 saat	51 saat	#1/2saat	Klaviatura
IRQ2	0Ah	52 saat	#1/4 saat	XT - ehtiyat, AT - mövcud deyil (IRQ8-IRQ15 kaskadı qoşulub)
IRQ8	70 saat	58 saat	#2/1 saat	CMOS RTC - Real vaxt saatı
IRQ9	71 saat	59 saat	#2/2saat	Ehtiyat
IRQ10	72 saat	5Ah	#2/4 saat	Ehtiyat
IRQ11	73 saat	5Bh	#2/8 saat	Ehtiyat
IRQ12	74 saat	5Ch	#2/10 saat	PS/2-Maus (ehtiyat)
IRQ13	75 saat	5Dh	#2/20 saat	Riyaziyyat koprosessoru
IRQ14	76 saat	5Eh	#2/40 saat	HDC - HDD nəzarətçisi
IRQ15	77 saat	5Fh	#2/80 saat	Ehtiyat
IRQ3	0Bh	52 saat	#1/4 saat	COM2, COM4
IRQ4	0Ch	53 saat	#1/10 saat	COM1, COM3
IRQ5I	0Dh	54 saat	#1/20 saat	XT - HDC, AT - LPT2, Səs (ehtiyat)
IRQ6	0Eh	55 saat	#1/40 saat	FDC - float sürücü nəzarətçisi
IRQ7	0Fh	56 saat	#1/80 saat	LPT1 - printer

*1 0, 1, 8 və 13 nömrəli kəsmə sorğuları genişləndirmə avtobuslarına verilmir.
*2 Vektor nömrələri real prosessor rejimində işləyərkən göstərilir.
*3 Vektor nömrələri Windows ƏS-də işləyərkən göstərilir.

Fəaliyyətini dəstəkləmək üçün fasilələr tələb edən hər bir cihaza öz kəsmə nömrəsi təyin edilməlidir. Kəsmə nömrələrinin təyin edilməsi iki tərəfdən həyata keçirilir: birincisi, kəsilmələr tələb edən adapter xüsusi bir avtobus xəttindən istifadə etmək üçün konfiqurasiya edilməlidir (ya keçidçilər və ya proqram təminatı ilə). İkincisi, adapteri dəstəkləyən proqrama istifadə olunan vektor nömrəsi barədə məlumat verilməlidir. ISA və PCI avtobusları üçün PnP sistemi, avtobuslar arasında sorğu xətlərinin paylanması üçün xüsusi CMOS Quraşdırma parametrlərinin təyin edilməsi prosesində iştirak edə bilər; Müasir əməliyyat sistemləri, CMOS Setup vasitəsilə edilən yerləşdirmə ilə bağlı sorğuların təyinatını dəyişdirmək imkanına malikdir.

Kəsmə sistemi konfiqurasiya edildikdən sonra (kesinti nəzarətçisi işə salınır, cihazlara sorğu xətləri təyin edilir və emal prosedurlarına göstəricilər təyin olunur), maskalana bilən avadanlıq kəsmələri aşağıdakı kimi emal edilir:

• kəsilmə hadisəsi zamanı cihaz ona təyin edilmiş kəsmə sorğusu xəttini həyəcanlandırır;
• nəzarətçi kəsmə mənbələrindən sorğu siqnallarını alır (IRQx siqnalları) və əgər maskalanmamış sorğu varsa, x86 prosessoruna ümumi kəsmə sorğusu siqnalını (INTR siqnalı) göndərir;
• sorğuya cavab verən prosessor (IF bayrağı ilə kəsilmələr işə salındıqda) bayraq registrinin məzmununu və stekdə qayıdış ünvanını saxlayır, bundan sonra o, INTA (Interrupt Acknowledge) avtobus dövrü yaradır və bu, kəsmə nəzarətçisi;
• INTA siqnalının qəbul edildiyi anda kəsmə nəzarətçisi sorğu girişlərinin vəziyyətini qeyd edir - bu anda onların vəziyyəti dəyişə bilərdi: yeni sorğular görünə bilər və ya "səbirsiz" bir cihazdan sorğu yox ola bilər. Nəzarətçi proqramlaşdırılmış prioritet sxeminə uyğun olaraq daxil olan sorğuları təhlil edir və prosessora INTA avtobus əmri verildiyi anda nəzarətçi girişində mövcud olan ən yüksək prioritetli maskalanmamış sorğuya uyğun gələn kəsmə vektorunu göndərir. Eyni zamanda, nəzarətçi müəyyən edilmiş prioritet siyasətə uyğun olaraq hansı vektorun göndərildiyini (sorğulardan hansının xidmətə getdiyini) nəzərə alaraq bəzi hərəkətləri də yerinə yetirir;
• Kəsmə vektorunu aldıqdan sonra prosessor onun nömrəsindən istifadə edərək müvafiq kəsilmə prosedurunu çağırır. Əgər verilmiş kəsilmə vektoru təkcə aparat kəsmələri üçün deyil, həm də istisnalar və/yaxud proqram kəsmələri üçün istifadə olunursa, o zaman rutin əvvəlcə hadisənin bu növlərdən hansı olduğunu müəyyən etməlidir. Bunun üçün prosedur PIC nəzarətçisi ilə əlaqə saxlaya bilər (ISR reyestrini oxuyun) və prosessor registrlərinin vəziyyətini təhlil edə bilər. Aparat kəsilməsinin aşkar edildiyi hal üçün əlavə addımlar nəzərdən keçirilir;
• Kəsmə ilə işləmə proseduru kəsilmənin mənbəyini müəyyən etməlidir - ona səbəb olan cihazı müəyyənləşdirin. Verilmiş sorğu nömrəsinin (və buna görə də vektorun) bir neçə cihaz tərəfindən birgə istifadəsi halında, kəsmə mənbəyini yalnız bu cihazların hər birinin registrlərinə ardıcıl giriş yolu ilə müəyyən etmək olar. Bu halda, eyni vaxtda bir neçə cihazdan sorğuların alınması və ya onlardan birinin kəsilməsini emal edərkən mümkünlüyünü nəzərə almaq lazımdır;
• prosedur kəsmə mənbəyi cihazına xidmət etməlidir - cihazın siqnal verdiyi hadisə ilə bağlı "faydalı" hərəkətləri yerinə yetirin. Bu xidmət həmçinin bu cihazdan kəsilmə sorğusu siqnalının silinməsini təmin etməlidir. Paylaşılan fasilələr zamanı bir neçə mənbə ola bilər və onların hamısı texniki xidmət tələb edir;
• kəsilmənin işlənməsi əhəmiyyətli vaxt tələb edirsə və bu müddət ərzində sistemin daha yüksək prioritet tələblərə cavab verməsi lazımdırsa, o zaman kritik bölmədən sonra prosessorda kəsilmənin aktivləşdirilməsi bayrağını (IF) təyin edən işləyiciyə STI təlimatı daxil edilir. . Bu andan etibarən, verilmiş işləyicinin işini başqa, daha yüksək prioritet prosedurla dayandıraraq, iç-içə kəsilmələr mümkündür;
• kəsintilərin idarə edilməsi proseduru nəzarətçiyə EOI (End Of Interrupt) fasiləsinin işlənməsini başa çatdırmaq üçün əmr göndərməlidir, bunun vasitəsilə nəzarətçi xidmət edilən girişdən və daha aşağı prioritetlərdən siqnalın sonradan qəbuluna imkan verəcəkdir. Bu, xidmət edilən cihazlardan kəsmə siqnalını çıxardıqdan sonra edilməlidir, əks halda nəzarətçi EOI-dən sonra ikinci sorğu göndərəcəkdir. Qul nəzarətçisindən sorğunun daxil olduğu kəsmə işləyicisi həm kölə, həm də əsas nəzarətçilərə EOI göndərməlidir. İşləyicinin EOI təlimatının verilməsindən dayandırılmasına qədər olan hissəsi (IRET təlimatı) fasiləsiz olmalıdır, yəni kritik bölmədir. Əgər işləyici daxili kəsilməyə icazə veribsə, o zaman EOI əmrini verməzdən əvvəl kəsilmələri söndürən CLI təlimatı mövcud olmalıdır;
• fasilə emalı IRET təlimatı ilə tamamlanır, bunun vasitəsilə prosessor bayraqlar registrinin məzmununu stekdən götürərək, dayandırılmış təlimat axınını yerinə yetirməyə qayıdır. Bu halda, hardware fasilələri yenidən aktivləşdiriləcək.

Bu ardıcıllıq müntəzəm kəsmə nəzarətçisinə (PIC) münasibətdə təsvir edilmişdir, APIC-li sistemlər kəsmə vektorunun nəzarətçidən prosessora çatdırılma üsulunu dəyişdirir və MSI kəsmələri siqnalın cihazdan APIC nəzarətçisinə çatdırılma üsulunu dəyişir. . Bu nüanslar sonrakı bölmələrdə təsvir edilmişdir.

Ümumi məlumat

PCI Bridges (PCI Bridge) PCI (və PCI-X) avtobuslarını bir-birinə və digər avtobuslara qoşmaq üçün xüsusi avadanlıqdır. Host Bridge PCI-ni kompüterin mərkəzinə (sistem yaddaşı və prosessor) qoşmaq üçün istifadə olunur. Əsas körpünün "şərəfli vəzifəsi" mərkəzi prosessorun nəzarəti altında konfiqurasiya sahəsinə zənglər yaratmaqdır ki, bu da hosta (mərkəzi prosessor) bütün PCI avtobus alt sistemini konfiqurasiya etməyə imkan verir. Sistemdə bir neçə əsas körpü ola bilər ki, bu da mərkəzlə yüksək məhsuldar rabitəni daha çox sayda qurğuya təmin etməyə imkan verir (bir avtobusda cihazların sayı məhduddur). Bu avtobuslardan biri şərti olaraq əsas avtobus kimi təyin edilmişdir (avtobus 0).

PCI peer körpüləri (PeertoPeer Bridge) əlavə PCI avtobuslarını birləşdirmək üçün istifadə olunur. Bu körpülər həmişə əlavə məlumat ötürülməsi yükünü təqdim edir, beləliklə, cihazdan mərkəzə kommunikasiyanın effektiv performansı maneə törədən hər körpü ilə azalır.

PCMCIA, CardBus, MCA, ISA/EISA, X-Bus və LPC avtobuslarını birləşdirmək üçün anakart çipsetlərinə daxil olan və ya ayrıca PCI cihazları (çiplər) olan xüsusi körpülərdən istifadə olunur. Bu körpülər birləşdirdikləri avtobusların interfeyslərini çevirir, sinxronlaşdırır və məlumat mübadiləsini bufer edir.

Hər bir körpü proqramlaşdırıla bilir - ona yaddaşdakı ünvan diapazonları və avtobuslarındakı cihazlara ayrılmış giriş/çıxış boşluqları verilir. Körpünün bir avtobusunda (tərəfində) cari əməliyyatın CPU ünvanı qarşı tərəfin avtobusuna aiddirsə, körpü əməliyyatı müvafiq avtobusa çevirir və avtobus protokolunun danışıqlarını təmin edir. Beləliklə, PCI körpülərinin toplusu əlaqəli avtobuslar boyunca sorğuların yönləndirilməsini həyata keçirir. Sistemdə bir neçə əsas körpü varsa, o zaman müxtəlif avtobuslardakı qurğular arasında başdan-başa marşrutlaşdırma mümkün olmaya bilər: əsas körpülər bir-birinə yalnız yaddaş nəzarətçisinin magistral yolları vasitəsilə qoşula bilər. Bu halda əsas körpülər vasitəsilə bütün növ PCI əməliyyatlarının tərcüməsini dəstəkləmək çox mürəkkəbdir və buna görə də PCI spesifikasiyası tərəfindən ciddi şəkildə tələb olunmur. Beləliklə, bütün PCI avtobuslarındakı bütün aktiv qurğular sistem yaddaşına daxil ola bilər, lakin peer-to-peer rabitəsinin mümkünlüyü bu cihazların bu və ya digər PCI avtobusuna aid olub-olmamasından asılı ola bilər.

PCI körpülərinin istifadəsi aşağıdakı imkanları təmin edir:

• qoşulmuş cihazların mümkün sayını artırmaq, avtobusun elektrik xüsusiyyətlərinin məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq;
• PCI cihazlarının seqmentlərə bölünməsi - PCI avtobusları - bit dərinliyi (32/64 bit), takt tezliyi (33/66/100/133 MHz), protokol (PCI, PC-X Mode 1, PCI-X Mode) müxtəlif xüsusiyyətləri ilə 2, PCI Express). Hər bir avtobusda bütün abunəçilər ən zəif iştirakçıya bərabərdir; avtobuslarda cihazların düzgün yerləşdirilməsi cihazların və anakartın imkanlarından maksimum səmərəliliklə istifadə etməyə imkan verir;
• cihazların "isti" qoşulması/ayrılması ilə seqmentlərin təşkili;
• müxtəlif avtobuslarda yerləşən təşəbbüskarlardan əməliyyatların eyni vaxtda paralel icrasının təşkili.

Hər bir PCI körpüsü yalnız iki avtobusu birləşdirir: iyerarxiyanın yuxarı hissəsinə daha yaxın olan əsas avtobus ikincil avtobusla; Onun bu avtobuslara qoşulduğu körpü interfeysləri müvafiq olaraq ilkin və ikincili adlanır. Yalnız sırf ağaca bənzər bir konfiqurasiyaya icazə verilir, yəni iki avtobus bir-birinə yalnız bir körpü ilə bağlanır və körpülərin "halqaları" yoxdur. Verilmiş körpünün ikincil interfeysinə digər körpülərlə qoşulan avtobuslara tabe avtobuslar deyilir. PCI körpüləri PCI avtobuslarının iyerarxiyasını təşkil edir, onun yuxarı hissəsində master körpüyə qoşulmuş sıfır nömrələnmiş master avtobus yerləşir. Bir neçə əsas körpü varsa, onların avtobuslarından (rəcəb baxımından bərabərdir), əsas olanı sıfır nömrəsi verilmişdir.

Körpü bir sıra məcburi funksiyaları yerinə yetirməlidir:

• onun ikincil interfeysinə qoşulmuş avtobusa xidmət göstərin:
• arbitrajı yerinə yetirmək - avtobus ustalarından REQx# sorğu siqnallarını almaq və onlara GNTx# siqnalları ilə avtobusa nəzarət etmək hüququnu vermək
• avtobusu park edin - magistrlərdən heç biri avtobusun idarə edilməsini tələb etmədikdə hansısa qurğuya GNTx# siqnalı göndərin;
• ünvanlı PCI cihazına fərdi IDSEL siqnallarının formalaşması ilə 0 tipli konfiqurasiya dövrlərini yaratmaq;
• idarəetmə siqnallarını yüksək səviyyəyə "çəkmək";
• qoşulmuş cihazların imkanlarını müəyyən etmək və onları qane edən avtobusun iş rejimini seçmək (tezlik, bit dərinliyi, protokol);
• əsas interfeysdən sıfırlama və əmrlə, seçilmiş rejimi xüsusi həyəcan siqnalı ilə bildirməklə hardware sıfırlamasını (RST#) yaradın.
• körpünün əks tərəflərində yerləşən resursların xəritələrini saxlamaq;
• bir interfeysdə master tərəfindən başladılan və digər interfeysdə yerləşən resursa ünvanlanan əməliyyatlara hədəf cihaz adı altında cavab vermək; bu əməliyyatları əsas cihaz kimi fəaliyyət göstərən başqa interfeysə yayımlayın və onların nəticələrini əsl təşəbbüskara ötürün.

Bu funksiyaları yerinə yetirən körpülərə şəffaf körpülər deyilir; Belə körpülərin arxasında yerləşən cihazlarla işləmək üçün əlavə körpü sürücüləri tələb olunmur. Məhz bu körpülər PCI Bridge 1.1 spesifikasiyasında təsvir edilmişdir və onlar üçün PCI cihazları kimi xüsusi bir sinif (06) mövcuddur. Bu halda, “düz” resurs ünvanlama modeli (yaddaş və giriş/çıxış) nəzərdə tutulur: hər bir cihazın verilmiş sistem (kompüter) daxilində unikal (başqaları ilə kəsişməyən) öz ünvanları var.

Öz yerli ünvan boşluqları ilə ayrıca seqmentləri təşkil etməyə imkan verən qeyri-şəffaf körpülər (qeyri-şəffaf körpü) də var. Qeyri-şəffaf körpü, təşəbbüskar və hədəf cihazın körpünün əks tərəflərində yerləşdiyi əməliyyatlar üçün ünvan tərcüməsini (çevirməsini) həyata keçirir. Qarşı tərəfin bütün resursları (ünvan diapazonları) belə bir körpü vasitəsilə əldə edilə bilməz. Qeyri-şəffaf körpülər, məsələn, kompüterin öz I/O prosessoru və yerli ünvan sahəsi olan “ağıllı giriş/çıxış” (I20) alt sistemi olduqda istifadə olunur.

Ümumi məlumat

PCI avtobusu ilkin olaraq sistem resurslarını (yaddaş və giriş/çıxış boşluqları və sorğu xətlərini kəsmək) avtomatik konfiqurasiya etmək qabiliyyətini ehtiva edir. Cihazın avtomatik konfiqurasiyası (ünvanların və fasilələrin seçilməsi) BIOS və OS alətləri tərəfindən dəstəklənir; PnP texnologiyasına diqqət yetirir. PCI standartı hər bir funksiya üçün nə yaddaş sahəsinə, nə də giriş/çıxış sahəsinə təyin edilməyən 256 registr (8 bit) qədər konfiqurasiya sahəsi müəyyən edir. Onlara aşağıda təsvir olunan aparat və proqram mexanizmlərindən biri ilə yaradılan Konfiqurasiya Oxuması və Konfiqurasiya Yazması xüsusi avtobus əmrləri vasitəsilə daxil olur. Bu məkanda bütün cihazlar üçün tələb olunan sahələr və xüsusi olanlar var. Verilmiş cihaz bütün ünvanlarda registrlərə malik olmaya bilər, lakin onlara ünvanlanmış əməliyyatlar üçün normal tamamlamağı dəstəkləməlidir. Bu halda, mövcud olmayan registrlərin oxunması sıfırları qaytarmalı, yazı isə boş əməliyyat kimi yerinə yetirilməlidir.

Funksiyanın konfiqurasiya sahəsi istehsalçının, cihazın və onun sinfinin identifikatorlarını, həmçinin tələb olunan və işğal edilmiş sistem resurslarının təsvirini ehtiva edən standart başlıqdan başlayır. Başlıq strukturu adi qurğular (tip 0), PCI-PCI körpüləri (tip 1), PCI-CardBus körpüləri (tip 2) üçün standartlaşdırılıb. Başlıq tipi tanınmış registrlərin yerini və onların bitlərinin təyinatını müəyyən edir. Başlıqdan sonra cihaza xas registrlər ola bilər. Qurğuların standartlaşdırılmış imkanları (qabiliyyəti) üçün (məsələn, enerjinin idarə edilməsi) konfiqurasiya məkanında məlum təyinatlı registrlər blokları mövcuddur. Bu bloklar zəncirlərdə təşkil olunur, ilk belə bloka standart başlıqda (CAP_PTR) istinad edilir; blokun birinci registrində növbəti bloka keçid var (və ya bu blok sonuncudursa 0). Beləliklə, zənciri skan edərək, konfiqurasiya proqramı bütün mövcud cihaz xüsusiyyətlərinin siyahısını və onların funksiya konfiqurasiya məkanındakı mövqelərini alır. PCI 2.3 aşağıdakı CAP_ID-ləri müəyyən edir, bəzilərinə baxacağıq:

• 01 - enerjinin idarə edilməsi;
• 02 - AGP portu;
• 03 - VPD (Vital Product Data), cihazların hardware (ehtimal ki, proqram təminatı) xüsusiyyətlərinin hərtərəfli təsvirini təmin edən məlumatlar;
• 04 — yuvaların və şassinin nömrələnməsi;
• 05 - MSI fasilələri;
• 06 - Hot Swap, Compact PCI üçün qaynar əlaqə;
• 07 - PCI-X protokolunun genişləndirilməsi;
• 08 - AMD üçün qorunur;
• 09 - istehsalçının mülahizəsinə əsasən (Vendor Spesifik);
• 0Ah — debug portu (Debug Port);
• 0Bh - PCI Hot Plug, "isti plug" üçün standart təminat.

Mode 2 cihazları üçün PCI-X-də konfiqurasiya sahəsi 4096 bayta qədər genişləndirilir; genişləndirilmiş məkanda genişləndirilmiş əmlak təsvirləri ola bilər.

Sərt sıfırlamadan (və ya işə salındıqdan) sonra PCI cihazları yaddaşa və giriş/çıxış sahəsinə girişə cavab vermir və yalnız konfiqurasiya oxunması və yazılması üçün əlçatandır. Bu əməliyyatlarda qurğular fərdi IDSEL siqnallarından istifadə etməklə seçilir və registrləri oxumaqla konfiqurasiya proqramı resurs tələbləri və mümkün cihaz konfiqurasiya seçimləri haqqında öyrənir. Resursların bölüşdürülməsi konfiqurasiya proqramı tərəfindən həyata keçirildikdən sonra (POST və ya ƏS-nin yüklənməsi zamanı) konfiqurasiya parametrləri (əsas ünvanlar) cihazın konfiqurasiya registrlərinə yazılır. Yalnız bundan sonra qurğular (daha dəqiq desək, funksiyalar) yaddaşa və giriş/çıxış portlarına daxil olmaq üçün əmrlərə cavab verməyə, həmçinin avtobusun özlərini idarə etməyə imkan verən bitlərə təyin edilir. Həmişə işlək bir konfiqurasiya tapa bilmək üçün kartların tutduğu bütün resurslar öz məkanlarında hərəkətli olmalıdır. Çoxfunksiyalı cihazlar üçün hər bir funksiyanın öz konfiqurasiya sahəsi olmalıdır. Cihaz eyni registrləri həm yaddaşa, həm də giriş/çıxış sahəsinə uyğunlaşdıra bilər. Bu halda, hər iki deskriptor öz konfiqurasiya registrlərində olmalıdır, lakin sürücü yalnız bir giriş metodundan istifadə etməlidir (yaxşı olar ki, yaddaş vasitəsilə).

Konfiqurasiya sahəsi başlığı üç növ ünvan üçün ehtiyacları təsvir edir:

• I/O Space-də qeydlər);
• Yaddaşa uyğunlaşdırılmış I/O registrləri (Memory Mapped I/O). Bu, mübadilə təşəbbüskarının tələblərinə uyğun olaraq daxil edilməli olan yaddaş sahəsidir. Bu registrlərə daxil olmaq periferik cihazların daxili vəziyyətini dəyişə bilər;
• əvvəlcədən götürülə bilən yaddaşa imkan verən yaddaş. Bu, "əlavə" oxumanın (istifadə olunmamış nəticələrlə) yan təsirlərə səbəb olmadığı, bütün baytların BE# siqnallarından asılı olmayaraq oxunduğu və ayrı-ayrı baytların yazılarının körpüləşdirilə biləcəyi yaddaş sahəsidir (yəni yaddaşdır. ən təmiz formada).

Ünvan tələbləri əsas ünvan registrlərində - BAR (Baza Ünvan Reyestrində) göstərilir. Konfiqurasiya proqramı tələb olunan sahələrin ölçüsünü də müəyyən edə bilər. Bunu etmək üçün, avadanlıq sıfırladıqdan sonra o, əsas ünvanların dəyərlərini oxumalı və saxlamalıdır (bunlar defolt ünvanlar olacaq), hər registrə FFFFFFFFh yazmalı və onların dəyərini yenidən oxumalıdır. Alınan sözlərdə, tip dekodlaşdırma bitlərini (yaddaş üçün bitlər və giriş/çıxış üçün bitlər) sıfırlamalısınız, nəticədə 32 bitlik sözü çevirməli və artırmalısınız - nəticə sahənin uzunluğu olacaq (portlar üçün bitlərə məhəl qoymamaq) ). Metod, bölgənin uzunluğunun 2n kimi ifadə edildiyini və bölgənin təbii olaraq düzləndiyini nəzərdə tutur. Standart başlıq 6-a qədər əsas ünvan registrini yerləşdirir, lakin 64-bit ünvanlamadan istifadə edərkən təsvir edilmiş blokların sayı azalır. İstifadə edilməmiş BAR registrləri oxunarkən həmişə sıfırları qaytarmalıdır.

PCI, başlıqdakı sinif kodu ilə özlərini elan edən köhnə cihazlara (VGA, IDE) dəstək verir. Onların ənənəvi (sabit) port ünvanları konfiqurasiya məkanında elan edilmir, lakin porta giriş icazəsi biti təyin edildikdən sonra cihazlara bu ünvanlara da cavab verməyə icazə verilir.