PCI总线的存储器读写总线事务

(1)首先PCI设备11将存储器读请求发向PCI总线x1。

(2)PCI总线x1上的所有设备监听这个请求，因为PCI设备11是从存储器中读取数据，所以PCI总线x1上的设备，如PCI设备12，不会接收这个数据请求。PCI桥x1发现下游PCI总线没有设备接收这个数据请求，则接收这个数据请求，并将这个数据请求推到上游PCI总线上，即PCI总线x0上。

(3)PCI总线x0上的设备将监听这个请求。PCI总线x0上的设备也不会接收这个数据请求，最后这个数据请求将由HOST主桥x接收。

(4)HOST主桥x发现这个数据请求是发向主存储器，则将来自PCI总线x0的PCI总线地址转换为存储器地址，之后通过存储器控制器将数据读出，并转发到HOST主桥x。

(5)HOST主桥x将数据经由PCI桥x1传递到PCI设备11，PCI设备11接收到这个数据后结束DMA读。

以上过程仅是PCI设备向存储器读写数据的一个简单流程。如果考虑处理器中的Cache，这些存储器读写过程较为复杂。

PCI总线还允许PCI设备之间进行数据传递，PCI设备间的数据交换较为简单。在实际应用中，PCI设备间的数据交换并不常见。下文以图1‑1为例，简要介绍PCI设备11将数据写入PCI设备01的过程；请读者自行考虑PCI设备11从PCI设备01读取数据的过程。

(1)首先PCI设备11将PCI写总线事务发向PCI总线x1上。PCI桥x1和PCI设备12同时监听这个写总线事务。

(2)PCI桥x1将接收这个PCI写请求总线事务，并将这个PCI写总线事务上推到PCI总线x0。

(3)PCI总线x0上的所有设备将监听这个PCI写总线事务，最后由PCI设备01接收这个数据请求，并完成PCI写事务。

1.3.5Delayed传送方式

如上文所述，如果处理器使用Non-Posted总线周期对PCI设备进行读操作，或者PCI设备使用Non-Posted总线事务对存储器进行读操作时，如果数据没有到达目的地，那么在这个读操作路径上的所有PCI总线都不能被释放，这将严重影响PCI总线的使用效率。

为此PCI桥需要对Non-Posted总线事务进行优化处理，并使用Delayed总线事务处理这些Non-Posted总线事务，PCI总线规定只有Non-Posted总线事务可以使用Delayed总线事务。PCI总线的Delay总线事务由Delay读写请求和Delay读写完成总线事务组成，当Delay读写请求到达目的地后，将被转换为Delay读写完成总线事务。基于Delay总线请求的数据交换如图1‑4所示。

假设处理器通过存储器读、I/O读写或者配置读写访问PCI设备22时，首先经过HOST主桥进行存储器域与PCI总线域的地址转换，并由HOST主桥发起PCI总线事务，然后通过PCI桥1、2，最终到达PCI设备22。其详细步骤如下。

(1)HOST主桥完成存储器域到PCI总线域的转换，然后启动PCI读总线事务。

(2)PCI桥1接收这个读总线事务，并首先使用Retry周期，使HOST主桥择时重新发起相同的总线周期。此时PCI桥1的上游PCI总线将被释放。值得注意的是PCI桥并不会每一次都使用Retry周期，使上游设备择时进行重试操作。在PCI总线中，有一个“16 Clock”原则，即FRAME#信号有效后，必须在16个时钟周期内置为无效，如果PCI桥发现来自上游设备的读总线事务不能在16个时钟周期内结束时，则使用Retry周期终止该总线事务。

(3)PCI桥1使用Delayed总线请求继续访问PCI设备22。

(4)PCI桥2接收这个总线请求，并将这个Delayed总线请求继续传递。此时PCI桥2也将首先使用Retry周期，使PCI桥1择时重新发起相同的总线周期。此时PCI桥2的上游PCI总线被释放。

(5)这个数据请求最终到达PCI设备22，如果PCI设备22没有将数据准备好时，也可以使用Retry周期，使PCI桥2择时重新发起相同的总线周期；如果数据已经准备好，PCI设备22将接收这个数据请求，并将这个Delayed总线请求转换为Delayed总线完成事务。如果Delayed总线请求是读请求，则Delayed总线完成事务中含有数据，否则只有完成信息，而不包含数据。

(6)Delayed总线完成事务将“数据或者完成信息”传递给PCI桥2，当PCI桥1重新发出Non-Posted总线请求时，PCI桥2将这个“数据或者完成信息”传递给PCI桥1。

(7)HOST主桥重新发出存储器读总线事务时，PCI桥1将“数据或者完成信息”传递给HOST主桥，最终完成整个PCI总线事务。

由以上分析可知，Delayed总线周期由Delayed总线请求和Delayed总线完成两部分组成。下文将Delayed读请求总线事务简称为DRR(Delayed Read Request)，Delayed读完成总线事务简称为DRC(Delayed Read Completion)；而将Delayed写请求总线事务简称为DWR(Delayed Write Request)，Delayed写完成总线事务简称为DWC(Delayed Write Completion)。

PCI总线使用Delayed总线事务，在一定程度上可以提高PCI总线的利用率。因为在进行Non-Posted总线事务时，Non-Posted请求在通过PCI桥之后，可以暂时释放PCI总线，但是采用这种方式，HOST/PCI桥将会择时进行重试操作。在许多情况下，使用Delayed总线事务，并不能取得理想的效果，因为过多的重试周期也将大量消耗PCI总线的带宽。

为了进一步提高Non-Posted总线事务的执行效率，PCI-X总线将PCI总线使用的Delayed总线事务，升级为Split总线事务。采用Split总线事务可以有效解决HOST/PCI桥的这些重试操作。Split总线事务的基本思想是发送端首先将Non-Posted总线请求发送给接收端，然后再由接收端主动地将数据传递给发送端。

除了PCI-X总线可以使用Split总线事务进行数据传送之外，有些处理器，如x86和PowerPC处理器的FSB(Front Side Bus)总线也支持这种Split总线事务，因此这些HOST主桥也可以发起这种Split总线事务。在PCIe总线中，Non-Posted数据传送都使用Split总线事务完成，而不再使用Delayed总线事务。本章将在第1.5.1节简要介绍Split总线事务和PCI-X总线对PCI总线的一些功能上的增强。