PCIPCI-E

PCI

PCI se traduce prin Peripheral Component Interconnect sauComponenta Periferica Interconectata.PCI este o magistrala de tip standard dezvoltata de Intel in 1992.Initial magistrala PCI era o magistrala paralela celucrape 32 sau 64 de biti. Toate componentele periferice cu interfata PCI trebuie sa prezinte un set deregistripentru identificare si initializare, atunci cand sunt citite de sistemul de operare. Fiecare dispozitiv conectat la PCI poate fi master sau slave.Toate operatiile magistralei sunt sincronizate printr-un semnal de ceas rezultand astfel ca magistrala este sincrona.In PCI,transferul de informatii se face in tranzactii iar o tranzactie este compusa din doua etape:

C:\Users\Paul\Desktop\Curs CSO\tranzactie.jpg

Identificarea dispozitivelor:

Identificarea se face cu ajutorul unui set de 3 numere:

Numarul de magistralaNumarul dispozitivuluiNumarul de functie

Comunicatia procesorului cu dispozitivele PCI se face prin trei spatii de adresare:1.Memorie2.Adrese Input/Output(I/O)3.Configuratie

Informatia de configuratie:Orice dispozitiv PCI prezinte un spatiu de 256 octeti, destinat configuratiei. Antetul dispozitivului este dat de cei 64 octeti ocupati de specificatii. Avem doua tipuri de antet:C:\Users\Paul\Desktop\Curs CSO\antet.jpgFormatul antetului de Tip 0 este redat in tabelul de mai jos.

Ce trebuie retinut despre PCI:-apare in 1992 si este dezvoltat de Intel- lucreaza pe 32 sau 64 de biti- este o magistrala de tip parallel- transferal de informatii se face in tranzactii- tranzactiile se fac in 2 etape:- transmisia adresei- transmisia unui cuvant sau a mai multor cuvinte- cele trei numere de identificare sunt :- numarul magistralei (8 biti)- numarul dispozitivului (5 biti)- numarul de functii (3 biti)

comuicatia cu procesorul se face prin 3 spatii de adresare:

-memorie-adrese I/O-configuratie- tabelul antetului de tip 0

Ceasul magistralei PCI este separat de ceasul procesorului. La versiunea 2.0, frecvena maxim a ceasului este de 33 MHz. Cu o magistral de date de 32 de bii, rata de transfer maxim (la vrf) este de 132 MB/s. n mod tipic, rata de transfer susinut este de 80 MB/s.Extensia care apare odatacu versiunea 2.1 este cea de 66 MHz, care permite creterea ratei de transfer pentru aplicaiile grafice avansate i cele video. Utilizarea acestei frecvene este limitat, deoarece pentru aceasta toate dispozitivele conectate la magistral trebuie s funcioneze la 66 MHz. Dac unul din dispozitive de 33 MHz se conecteaz la magistrala PCI de 66 MHz,magistrala va funciona la 33 MHz. De aceea, utilizarea magistralei PCI de 66 MHz, care este partajat ntre mai multe dispozitive, va crete costul acelor dispozitive care nu necesit rate de transfer foarte ridicate, pentru ca magistrala s funcioneze la 66 MHz. Interfaa AGP(Accelerated Graphics Port), introdus de Intel pentru aplicaiile grafice i video, a fost definit de aceea ca o conexiune punct la punct, i nu ca o magistral partajat.Implementrile magistralei PCI care utilizeaz extensia de 64 de bii i cea de 66 MHz permit obinerea unei rate de transfer maxime de 528 MB/s.C:\Users\Paul\Desktop\Curs CSO\SATA-PCIe.jpgExtensiile magistralei PCI definesc o familie de conectori pentru adaptoare de 5 V sau 3,3 V. n prezent majoritatea conectorilor de extensie utilizeaz surse de alimentare de 3,3 V. Sistemele trebuie s permit utilizarea plcilor de extensie mai vechi care funcioneaz la 5 V. Sistemele mobile trebuie s funcioneze la 3,3 V pentru reducerea puterii consumate, aceast tensiune fiind necesar pentru toate implementrile de 66 MHz. Productorii trebuie s prevad plcile de 3,3 V i 5 V cu chei pentru a permitecuplarea doar la conectorii cu tensiunea adecvat. Exist i plci universale care pot funciona fie la 5 V, fie la 3,3 V.C:\Users\Paul\Desktop\Curs CSO\400px-PCI_Keying.jpg

PCI-EPCI-E a fost cu adevarat revolutionara pentru ca afacut trecerea de la transmisia paralela la cea seriala.. Scopul magistralei PCI Express este de a pune la dispoziie o interconexiune serial scalabil, avnd costuri reduse i utilitate general, care s unifice mai multe soluii de interconectare din cadrul unei platforme. De exemplu, magistrala PCI Express va putea fi utilizat pentru a nlocui interconexiuni paralele cum sunt magistrala PCI, interfaa AGP i magistrala local a UCP.Datorita faptului ca PCI-E foloseste acelasi protocol de comunicatie ca si PCI, PCI-E nu necesita modificari ale sistemului de operare.Arhitectura PCI Express este mprit n mai multe nivele (Figura 3). Nivelul de configurare asigur compatibilitatea cu modelul de adresare PCI i cu mecanismul de configurare definit n specificaiile Plug and Play. Astfel, se asigur compatibilitatea cu toate aplicaiile i driverele existente. Nivelul software genereaz cereri de citire i scriere care vor fitransportate de nivelul tranzaciilor la dispozitivele de I/E utiliznd un protocol bazat pe pachete. Nivelul legturii de date adaug numere de secven i coduri CRC acestor pachete pentru a asigura un transfer fiabil. Nivelul fizic are la baz o legtur punct la punct format din dou canale de comunicaie simplex, unul pentru transmisie i unul pentru recepie.

Arhitectura PCI Expressestemprit n nivele. Legtura fizic de baz utilizeaz 4 conexiuni ntre dou dispozitive, semnalele transmise fiind difereniale i avnd tensiuni reduse. Semnalul de ceas este codificat mpreun cu datele pentru a obine rate de transfer ridicate. Rata de transfer iniial este de 2,5 Gbii/s pentru fiecare direcie, fiind de ateptat ca aceasta s creasc ulterior pn la 10 Gbii/s pe direcie (limita maxim pentru conexiuni prin fire obinuite de cupru). Rata de transfer a unei legturi poate fi mrit liniar prin adugarea a noi canale. Numrul de canale poate fi de 1, 2, 4, 8, 12, 16 sau 32. Viitoarele mbuntiri pentru creterea frecvenei de funcionare, modificarea tehnicii decodificare sau schimbarea mediului fizic vor afecta numai nivelul fizic.Inovarea consta in viteza ratei de transfer desi aparent transmisia paralela pare a fi mai rapida Secretul consta in frecventa mare pe bit a placii PCI-E.Daca la PCI avem de exemplu 32 de biti per ciclu de ceas la o frecventa de 33 MHz vom obtine o rata maxima de transfer de 133MB/s. La o conexiune PCI-E de 2,5 GHz per bit vom obtine o rata de transfer de 250 MB/s.PCI-E prezinta un proces transmisie diferentiala pe 4 fire grupate 2 cate 2. 2 pentru transmisie si 2 pentru receptive.S-a recurs la aceasta metoda pentru a se evita interferentele electromagnetice.Transmisia diferentiala se refera la faptul ca acelasi semnal este transmis pe doua fire, al doilea fir transmitand semanlul oglindit.Conexiunile PCI-E:Se bazeaza pe conceptual de lane sau canal de comunicatie. Acest concept descrie o comunicatie serial de 1 bit cu transmisie simultana in ambele sensuri. Ceasul de date este incorporate. Se transmite un bit per ciclu in fiecare directive. Pentru a avea o banda mai lata, lane-urile pot fi grupate. Gruparile cele mai cunoscute sunt de x4, x8 si x16.Nivelul de legatura de date are rolul de a asigura transmisia eficientaa pachetelor de-a lungul legaturilor PCI-E.

Ce trebuie retinut:PCI-E este o magistrala seriala

Arhitectura este bazata pe niveluri (5la numar)

PCI-E foloseste 2 grupuri a cate 2 fire pentru transmisia si receptia informatiei

Evita interferentele electrogamnetice si intarzierile de propagare.

Semnalele de transmisie diferentiala sunt oglindite si nu ajung in acelasi timp la dispozitiv aparand astfel zgomote

Are rata de transfer mai mare decat magistrala PCI