PCI总线的基础知识快速学习（一）（适合新手）

本系列文章仅介绍在FPGA设计中我们一般需要了解的PCI知识点，完整的PCI协议远比本系列文章介绍的复杂，所以本系列适合新手快速学习，让不了解PCI的初学者对PCI有个概念，进而学习PCIe，如果我们需要在项目中深入了解PCI时（一般不会。。。），那就查阅标准文档吧。虽然现在PCI应用场合比较少，但是这是学习PCIe的基础，作为接口方向的FPGA工程师，PCI也是必须要学习的。在文章的开头，先给出官方PCI和PCIe的英文标准文档的下载链接。本系列文章参考自马鸣锦老师编写的《PCI、PCI-X和PCI 的原理及体系结构》和一位技术大牛的博客。

一、PCI总线简介

PCI总线的全称是 ，直译过来就是外部的组件互相连接，也就是外设互联标准的意思。PCI总线是一种共享总线，共享总线就是真的有条总线，总线上的设备分时共享这条总线，这点和PCIe或AXI等总线系统不一样，所以PCI是一种古老的总线，并不是高速总线。分时共享也注定了PCI需要总裁器()，如下图所示。

图1 33MHZ的PCI总线平台

上图是老式计算机的一个大概结构，在这个结构中，北桥（也叫作HOST桥）连接CPU、内存、显卡和PCI总线，PCI总线连接北桥和南桥（所谓的桥，就是一个在多种总线之间的实现协议转换和事务转发的设备）。PCI总线的仲裁器是在北桥中的，但是这并不意味着PCI总线上的所有的读写操作的主设备只能是北桥，实际上，所有在PCI总线上的设备都可以是主设备。当然，对于一个挂载在PCI总线上的设备来说，它既可以是主设备也可以是从设备，也可以即是主设备又是从设备（比如PCI桥这种特殊设备）。北桥中的仲裁器则通过很多组的REQ#（） 和GNT# （grant）来分别与各个设备连接，用以决定哪一个设备获得PCI总线的控制权。从上图还可以看到，PCI总线是典型的外围总线，连接的都是比较低速的设备，显卡和内存这种高速设备不会连接在PCI上（现代计算机的显卡几乎都是连在PCIe上的）。另外，PCI总线可以挂载PCI桥（可以不止一个），PCI桥下面可以多出一条独立的PCI总线，称之为下级总线ÿ