描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111298229
内容简介
《PCI Express体系结构导读》讲述了与PCI及PCIExpress总线相关的基础的内容，并介绍了一些必要的、与PCI总线相关的处理器体系结构知识，这也是《PCI Express体系结构导读》的重点所在。深入理解处理器体系结构是理解PCI与PCIExpress总线的重要基础。
读者通过对《PCI Express体系结构导读》的学习，可超出PCI与PCIExpress总线自身的内容，理解在一个通用处理器系统中局部总线的设计思路与实现方法，从而理解其他处理器系统使用的局部总线。
《PCI Express体系结构导读》适用于希望多了解一些硬件的软件工程师，以及希望多了解一些软件的硬件工程师，也可供电子工程和计算机类的研究生自学参考。
读者通过对《PCI Express体系结构导读》的学习，可超出PCI与PCIExpress总线自身的内容，理解在一个通用处理器系统中局部总线的设计思路与实现方法，从而理解其他处理器系统使用的局部总线。
《PCI Express体系结构导读》适用于希望多了解一些硬件的软件工程师，以及希望多了解一些软件的硬件工程师，也可供电子工程和计算机类的研究生自学参考。
目 录
前言
第Ⅰ篇 PCI体系结构概述
第1章 PCI总线的基本知识
1．1 PCI总线的组成结构
1．1．1 HOST主桥
1．1．2 PCI总线
1．1．3 PCI设备
1．1．4 HOST处理器
1．1．5 PCI总线的负载
1．2 PCI总线的信号定义
1．2．1 地址和数据信号
1．2．2 接口控制信号
1．2．3 仲裁信号
1．2．4 中断请求等其他信号
1．3 PCI总线的存储器读写总线事务
1．3．1 PCI总线事务的时序
1．3．2 Posted和Non-Posted传送方式
1．3．3 HOST处理器访问PCI设备
1．3．4 PCI设备读写主存储器
1．3．5 Delayed传送方式
1．4 PCI总线的中断机制
1．4．1 中断信号与中断控制器的连接关系
1．4．2 中断信号与PCI总线的连接关系
1．4．3 中断请求的同步
1．5 PCI-X总线简介
1．5．1 Split总线事务
1．5．2 总线传送协议
1．5．3 基于数据块的突发传送
1．6 小结
第2章 PCI总线的桥与配置
2．1 存储器域与PCI总线域
2．1．1 CPU域、DRAM域与存储器域
2．1．2 PCI总线域
2．1．3 处理器域
2．2 HOST主桥
2．2．1 PCI设备配置空间的访问机制
2．2．2 存储器域地址空间到PCI总线域地址空间的转换
2．2．3 PCI总线域地址空间到存储器域地址空间的转换
2．2．4 x86处理器的HOST主桥
2．3 PCI桥与PCI设备的配置空间
2．3．1 PCI桥
2．3．2 PCIAgent设备的配置空间
2．3．3 PCI桥的配置空间
2．4 PCI总线的配置
2．4．1 TypeOlh和TypeOOh配置请求
2．4．2 PCI总线配置请求的转换原则
2．4．3 PCI总线树Bus号的初始化
2．4．4 PCI总线Device号的分配
2．5 非透明PCI桥
2．5．1 Intel21555中的配置寄存器
2．5．2 通过非透明桥片进行数据传递
2．6 小结
第3章 PCI总线的数据交换
3．1 PCI设备BAR空间的初始化
3．1．1 存储器地址与PCI总线地址的转换
3．1．2 PCI设备BAR寄存器和PCI桥Base、Limit寄存器的初始化
3．2 PCI设备的数据传递
3．2．1 PCI设备的正向译码与负向译码
3．2．2 处理器到PCI设备的数据传送
3．2．3 PCI设备的DMA操作
3．2．4 PCI桥的Combining、Merging和Collapsing
3．3 与Cache相关的PCI总线事务
3．3．1 Cache-致性的基本概念
3．3．2 PCI设备对不可Cache的存储器空间进行DMA读写
3．3．3 PCI设备对可Cache的存储器空间进行DMA读写
3．3．4 PCI设备进行DMA写时发生Cache命中
3．3．5 DMA写时发生Cache命中的优化
3．4 预读机制
3．4．1 指令Fetch
3．4．2 数据预读
3．4．3 软件预读
3．4．4 硬件预读
3．4．5 PCI总线的预读机制
3．5 小结
……
第Ⅰ篇 PCI体系结构概述
第1章 PCI总线的基本知识
1．1 PCI总线的组成结构
1．1．1 HOST主桥
1．1．2 PCI总线
1．1．3 PCI设备
1．1．4 HOST处理器
1．1．5 PCI总线的负载
1．2 PCI总线的信号定义
1．2．1 地址和数据信号
1．2．2 接口控制信号
1．2．3 仲裁信号
1．2．4 中断请求等其他信号
1．3 PCI总线的存储器读写总线事务
1．3．1 PCI总线事务的时序
1．3．2 Posted和Non-Posted传送方式
1．3．3 HOST处理器访问PCI设备
1．3．4 PCI设备读写主存储器
1．3．5 Delayed传送方式
1．4 PCI总线的中断机制
1．4．1 中断信号与中断控制器的连接关系
1．4．2 中断信号与PCI总线的连接关系
1．4．3 中断请求的同步
1．5 PCI-X总线简介
1．5．1 Split总线事务
1．5．2 总线传送协议
1．5．3 基于数据块的突发传送
1．6 小结
第2章 PCI总线的桥与配置
2．1 存储器域与PCI总线域
2．1．1 CPU域、DRAM域与存储器域
2．1．2 PCI总线域
2．1．3 处理器域
2．2 HOST主桥
2．2．1 PCI设备配置空间的访问机制
2．2．2 存储器域地址空间到PCI总线域地址空间的转换
2．2．3 PCI总线域地址空间到存储器域地址空间的转换
2．2．4 x86处理器的HOST主桥
2．3 PCI桥与PCI设备的配置空间
2．3．1 PCI桥
2．3．2 PCIAgent设备的配置空间
2．3．3 PCI桥的配置空间
2．4 PCI总线的配置
2．4．1 TypeOlh和TypeOOh配置请求
2．4．2 PCI总线配置请求的转换原则
2．4．3 PCI总线树Bus号的初始化
2．4．4 PCI总线Device号的分配
2．5 非透明PCI桥
2．5．1 Intel21555中的配置寄存器
2．5．2 通过非透明桥片进行数据传递
2．6 小结
第3章 PCI总线的数据交换
3．1 PCI设备BAR空间的初始化
3．1．1 存储器地址与PCI总线地址的转换
3．1．2 PCI设备BAR寄存器和PCI桥Base、Limit寄存器的初始化
3．2 PCI设备的数据传递
3．2．1 PCI设备的正向译码与负向译码
3．2．2 处理器到PCI设备的数据传送
3．2．3 PCI设备的DMA操作
3．2．4 PCI桥的Combining、Merging和Collapsing
3．3 与Cache相关的PCI总线事务
3．3．1 Cache-致性的基本概念
3．3．2 PCI设备对不可Cache的存储器空间进行DMA读写
3．3．3 PCI设备对可Cache的存储器空间进行DMA读写
3．3．4 PCI设备进行DMA写时发生Cache命中
3．3．5 DMA写时发生Cache命中的优化
3．4 预读机制
3．4．1 指令Fetch
3．4．2 数据预读
3．4．3 软件预读
3．4．4 硬件预读
3．4．5 PCI总线的预读机制
3．5 小结
……
第II篇 PCIExpress体系结构概述
第III篇 Linux与PCI总线
前 言
PCI与PCIExpress（PCIe）总线在处理器系统中得到了大规模应用。PCISIG也制定了一系列PCI与PCIExpress总线相关的规范，这些规范所涉及的内容庞杂广泛。对于已经理解了PCI与PCIExpress总线的工程师，这些规范便于他们进一步获得必要的细节知识。对于刚刚接触PCI与PCIExpress总线的工程师，这些规范性的文档并不适合阅读。在阅读这些规范时，工程师还需要具备一些与体系结构相关的基础知识，这恰是规范并不涉及的内容。对于多数工程师，规范文档适于查阅，而不便于学习。
本书将以处理器体系结构为主线介绍PCIExpress总线的组成，以便读者进一步理解PCIExpress总线协议。本书并不是关于PCI和PCIExpress总线的百科全书，因为读者完全可以通过阅读PCI和PCIExpress总线规范获得细节信息。本书侧重的是PCI和PCIExpress总线中与处理器体系结构相关的内容。
本书不会对PCI总线的相关规范进行简单重复，部分内容并不在PCI总线规范定义的范围内，例如HOST主桥和RC。PCI总线规范并没有规定处理器厂商如何实现HOST主桥和RC，不同的处理器厂商实现的HOST主桥和RC有较大差异，而这些内容正是本书所讨论的重点。此外本书还讲述了一些在PCI总线规范中提及，但是容易被忽略的一些重要概念。
本书共由三篇组成。第1篇（第1-3章）介绍PCI总线的基础知识。第Ⅱ篇（第4-13章）介绍PCIExpress总线的相关概念。第Ⅱ篇的内容以第1篇为基础。从系统软件的角度来看，PCIExpress总线向前兼容PCI总线，理解PCIExpress总线必须建立在深刻理解PCI总线的基础之上。读者需要按照顺序阅读这两篇。
第1章主要说明PCI总线涉及的一些基本知识。有些知识稍显过时，但是在PCI总线中出现的一些数据传送方式，如Posted、Non-Posted和Split数据传送方式，依然非常重要，也是读者需要掌握的。
第2章重点介绍PCI桥。PCI桥是PCI及PCIExpress体系结构的精华所在，本章还使用了一定篇幅介绍了非透明桥。非透明桥不是PCI总线定义的标准桥片，但是在处理器系统之间的互联中得到了广泛的应用。
第3章详细阐述PCI总线的数据传送方式，与Cache相关的内容和预读机制是本章的重点。目前PCI与PCIExpress对预读机制的支持并不理想。但是在可以预见的将来，PCIExpress总线将充分使用智能预读机制进一步提高总线的利用率。
第4章是PCIExpress篇的综述。第5章以Intel的笔记本平台Montevina为例说明RC的各个组成模块。实际上RC这个概念，只有在x86处理器平台中才真正存在。其他处理器系统中，并不存在严格意义上的RC。
第6、7章分别介绍PCIExpress总线的事务层、数据链路层和物理层。物理层是PCIExpress总线的真正核心，也是中国工程师最没有机会接触的内容。这是我们这一代工程师的遗憾与无奈。第8章简要说明了PCIExpress总线的链路训练与电源管理。
本书将以处理器体系结构为主线介绍PCIExpress总线的组成，以便读者进一步理解PCIExpress总线协议。本书并不是关于PCI和PCIExpress总线的百科全书，因为读者完全可以通过阅读PCI和PCIExpress总线规范获得细节信息。本书侧重的是PCI和PCIExpress总线中与处理器体系结构相关的内容。
本书不会对PCI总线的相关规范进行简单重复，部分内容并不在PCI总线规范定义的范围内，例如HOST主桥和RC。PCI总线规范并没有规定处理器厂商如何实现HOST主桥和RC，不同的处理器厂商实现的HOST主桥和RC有较大差异，而这些内容正是本书所讨论的重点。此外本书还讲述了一些在PCI总线规范中提及，但是容易被忽略的一些重要概念。
本书共由三篇组成。第1篇（第1-3章）介绍PCI总线的基础知识。第Ⅱ篇（第4-13章）介绍PCIExpress总线的相关概念。第Ⅱ篇的内容以第1篇为基础。从系统软件的角度来看，PCIExpress总线向前兼容PCI总线，理解PCIExpress总线必须建立在深刻理解PCI总线的基础之上。读者需要按照顺序阅读这两篇。
第1章主要说明PCI总线涉及的一些基本知识。有些知识稍显过时，但是在PCI总线中出现的一些数据传送方式，如Posted、Non-Posted和Split数据传送方式，依然非常重要，也是读者需要掌握的。
第2章重点介绍PCI桥。PCI桥是PCI及PCIExpress体系结构的精华所在，本章还使用了一定篇幅介绍了非透明桥。非透明桥不是PCI总线定义的标准桥片，但是在处理器系统之间的互联中得到了广泛的应用。
第3章详细阐述PCI总线的数据传送方式，与Cache相关的内容和预读机制是本章的重点。目前PCI与PCIExpress对预读机制的支持并不理想。但是在可以预见的将来，PCIExpress总线将充分使用智能预读机制进一步提高总线的利用率。
第4章是PCIExpress篇的综述。第5章以Intel的笔记本平台Montevina为例说明RC的各个组成模块。实际上RC这个概念，只有在x86处理器平台中才真正存在。其他处理器系统中，并不存在严格意义上的RC。
第6、7章分别介绍PCIExpress总线的事务层、数据链路层和物理层。物理层是PCIExpress总线的真正核心，也是中国工程师最没有机会接触的内容。这是我们这一代工程师的遗憾与无奈。第8章简要说明了PCIExpress总线的链路训练与电源管理。
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