Informatyka Studia Dzienne

Laboratorium Architektury Komputerów

Ćwiczenie 8

Magistrala PCI.

Pamięć konfiguracyjna urządzeń PCI.

Przygotowanie:
Krzysztof Tokarz

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie:

- architektury magistrali PCI,
- odczytu informacji o urządzeniach PCI,
- wyświetlania liczb binarnych w formie szesnastkowej.

2. Cechy magistrali PCI.

PCI to skrót - Peripherial Component Interconnect.
W jednym systemie może istnieć do 256 magistral PCI, każda (teoretycznie) po maksymalnie 32
urządzenia. Ze względu na elektryczne właściwości przewodów i układów scalonych występuje
praktyczne ograniczenie na liczbę urządzeń podłączonych do magistrali PCI. Ograniczenie to
wynosi 5 urządzeń dla magistrali PCI w podstawowej wersji. W komputerach PC stosowana jest
zwykle od jednej do kilku magistral PCI.
Historia magistral PCI:
PCI 1.0 – Intel 1992

33MHz, 32bit (132Mbit/s), tylko specyfikacja układów,

PCI 2.0 – PCI SIG 1993

33MHz, 32bit, specyfikacja złącza,

PCI 2.1 – 1995

33/66MHz, 32/64bit (264Mb/s, 528Mb/s) 5V,

PCI 2.2 – 1998

dostosowanie do napięć 5V/3.3V

PCI 2.3 – 2002

karty tylko 3,3V, płyta obsługuje karty 3,3V lub uniwersalne

PCI 3.0 – 2004

wyłącznie 3,3V

Rozszerzeniem magistrali PCI jest PCI-X oraz PCI-Express.

3. Konfiguracja urządzeń na magistrali PCI.

Każde urządzenie PCI powinno posiadać 256 bajtów pamięci konfiguracyjnej. Pamięć ta jest
adresowana sześcioma bitami magistrali PCI: AD7-AD2, bity AD1 i AD0 muszą być równe 0.
Oznacza to że jednorazowo uzyskuje się dostęp do czterech kolejnych bajtów konfiguracyjnych.

Zawartość pamięci konfiguracyjnej.
Pierwsze 64 bajty to nagłówek (jak na rys.)
pozostałe bajty są specyficzne dla urządzenia.

Opis niektórych elementów bloku konfiguracji:

Vendor ID – identyfikator producenta ustalany
przez PCI SIG, FFFFh jest zarezerwowana dla
urządzenia, którego nie ma w systemie (puste
złącze). 8086-Intel
Device ID – typ urządzenia ustalany przez
producenta.
Command – rejestr poleceń wysyłanych do
urządzenia PCI.
Status – Rejestr aktualnego stanu urządzenia.
Class Code – kod klasy urządzenia, umożliwia
określenie właściwości i przeznaczenia
urządzenia. Jest podzielony na 3 części:
bity 23-16

– klasa urządzenia,

bity 15-8

– podklasa,

bity 7-0

– kod interfejsu.

4. Dostęp do pamięci konfiguracji.

Dostęp do pamięci konfiguracji urządzenia podłączonego do magistrali PCI można uzyskać na trzy
sposoby. Dwa z nich polegają na bezpośrednim dostępie do rejestrów w przestrzeni I/O komputera.
Trzeci polega na wykorzystaniu funkcji B1h przerwania INT 1Ah. Funkcja ta pozwala na:

–

wykrycie funkcji PCI BIOS

–

wykrycie urządzeń PCI

–

odczytanie kodu klasy urządzeń

–

generowanie cyklu specjalnego

–

odczyt i zapis danych konfiguracyjnych

–

odczyt infomracji o kanałach przerwań

–

przypisanie kanałów przerwań

Parametry funkcji B1h przerwania 1Ah:
w rejestrze AL – kod operacji

–

01h sprawdzenie obecności BIOS-u PCI (zwraca “PCI “ w rejestrze edx)

–

08h odczyt bajtu

–

09h odczyt słowa

–

0Ah odczyt podwójnego słowa

w rejestrze BX – numer urządzenia PCI:

–

bity 15:8 numer magistrali,

–

bity 7:3 identyfikator urządzenia,

–

bity 2:0 numer funkcji (dla urządzeń wielofunkcyjnych).

w rejestrze DI – adres bajtu w przestrzeni konfiguracyjnej

5. Klasy urządzeń PCI.

Klasa urządzenia określa przynależność urządzenia podłączonego do magistrali PCI do jednej z
grup funkcjonalnych. Kod klasy określa klasę, podklasę i interfejs.

Przykładowe kody urządzeń:

Klasa

Podklasa

Interfejs

Urządzenie

00h

00h

00h

Urządzenie niezdefiniowane

01h

01h

Kontroler IDE

02h

00h

00h

Karta sieci Ethernet

02h

01h

00h

Karta sieci Token Bus

03h

00h

00h

Karta grafiki VGA

06h

00h

00h

Mostek Host

06h

01h

00h

Mostek ISA

06h

04h

00h

Mostek PCI do PCI

07h

00h

00h

Port szeregowy

07h

01h

00h

Port równoległy

07h

01h

02h

Port równoległy ECP

07h

03h

00h

Modem

6. Przykładowe identyfikatory producentów i urządzeń.

Przykładowe identyfikatory producenta i urządzenia w komputerze IBM ThinkPad 600:

Vendor Device Number Function

Description

8086

7192

0

0

Intel 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge
(AGP disabled)

104C

AC16

2

01

Texas Instruments PCI1250 CardBus Bridge

10C8

0004

3

0

NeoMagic NM2160 [MagicGraph 128XD]

0000

0000

3

1234567 Błąd kontrolera NeoMagic

8086

7110

7

0

Intel 82371AB/EB/MB PIIX4 ISA

8086

7111

7

1

Intel 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE

8086

7112

7

2

Intel 82371AB/EB/MB PIIX4 USB

8086

7113

7

3

Intel 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI

Przykładowe identyfikatory producenta i urządzenia w komputerach na laboratorium:

Vendor Device Number Function

Description

8086

122D

0

0

Intel Triton chipset: 82437FX System Controller

8086

122E

7

0

Intel Triton chipset: 82371FB PCI to ISA Bridge

8086

1230

7

1

Intel Triton chipset: 82371FB IDE Interface

5333

8811

14

01234567 S3 86C764/765 Trio 64/64V+ GUI Accelerator

5333

8901

E

01234567 S3 86C775/86C785 Trio 64V2 DX/GX

102B

0518

D

01234567 Matrox MGA-PX2085 Atlas GUI Accelerator

8086

04A3

0

01234567 Intel 82434LX/NX Mercury/Neptune

Cache/DRAM Controller

1042

1000

1

01234567 Prawdopodobnie TI PCI Eagle i/f AS (VID 104C)

8086

0484

2

01234567 Intel 82378ZB/IB SIO ISA Bridge

Sprawdzić identyfikator producenta i urządzenia zainstalowanego w komputerze sprzętu można na
stronie internetowej www.pcidatabase.com

7. Przykładowy program odczytujący konfigurację magistrali PCI.

program PCIbus;

uses windos, crt;

var
regs: TRegisters;
func, dev, bus, funcflags, lastfunc: byte;
VendorID, DeviceID: word;

function power(x,y:byte):byte;
var temp, z: byte;
begin
temp:=1;
for z:=1 to y do
temp:=temp * x;
power:=temp;
end;

function ReadByte(bus, device, func, index: byte): byte;
var TempRegs: Tregisters;
begin
TempRegs.bh:=bus;
TempRegs.bl:=(device shl 3) or func;
TempRegs.ax:=$b108;
TempRegs.di:=index;
intr($1A,TempRegs);
ReadByte:=TempRegs.cl;
end;

function PiszHex(x: byte): string;
var i: byte;
const HexChars: string = '0123456789ABCDEF';
begin
PiszHex:=HexChars[x shr 4 + 1] + HexChars[x and $f + 1];
end;

procedure Wypisz(bus, dev, func, funcflags: byte);
var x: byte;
begin
write(PiszHex(ReadByte(bus,dev,func,1)),
PiszHex(ReadByte(bus,dev,func,0)), ' ');
write(PiszHex(ReadByte(bus,dev,func,3)),
PiszHex(ReadByte(bus,dev,func,2)), ' ');
write(bus,' ',PiszHex(dev),' ');
for x:=0 to 7 do
if ((funcflags shr x) and 1) = 1 then
write(x)
else
write(' ');
writeln;
end;

begin
clrscr;
regs.ax:=$B101;
intr($1A,regs);
if regs.dx = 17232 then {hex=4350 co oznacza CP}
begin
write('PCI version: ',PiszHex(regs.bh),'.',PiszHex(regs.bx));
writeln(' | Maksymalna liczba magistral PCI : ',regs.ch);
textcolor(14);
writeln('IDPRODUCENTA URZADZENIE MAGISTRALA URZADZENIE FUNKCJE');

for bus:=0 to regs.ch do
for dev:=0 to 31 do
begin
funcflags:=0;
lastfunc:=10;
DeviceID:=$ffff;
for func:=0 to 7 do
if (ReadByte(bus,dev,func,1) <> $ff) and
(ReadByte(bus,dev,func,0) <> $ff) then
begin
if (DeviceID <> ReadByte(bus,dev,func,3) * $100 +

ReadByte(bus,dev,func,2)) and

(DeviceID <> $ffff) then
begin
Wypisz(bus,dev,lastfunc,funcflags);
funcflags:=0;
lastfunc:=10;
end;
funcflags:=funcflags or power(2,func);
lastfunc:=func;
DeviceID:=ReadByte(bus,dev,func,3) * $100 +
ReadByte(bus,dev,func,2);
end;
if lastfunc < 10 then
Wypisz(bus,dev,lastfunc,funcflags);
end;
end
else
writeln('Nie znaleziono zadnej magistrali PCI ');
readln;
end.