PCI Express體系結構導讀（簡體書）

本書講述了與PCI及PCI Express總線相關的最為基礎的內容，并介紹了一些必要的、與PCI總線相關的處理器體系結構知識，這也是本書的重點所在。深入理解處理器體系結構是理解PCI與PCI Express總線的重要基礎。
讀者通過對本書的學習，可超越PCI與PCI Express總線自身的內容，理解在一個通用處理器系統中局部總線的設計思路與實現方法，從而理解其他處理器系統使用的局部總線。本書適用于希望多了解一些硬件的軟件工程師，以及希望多了解一些軟件的硬件工程師，也可供電子工程和計算機類的研究生自學參考。

PCI與PCIExpress（PCIe）總線在處理器系統中得到了大規模應用。PCISIG也制定了一系列PCI與PCIExpress總線相關的規範，這些規範所涉及的內容龐雜廣泛。對於已經理解了PCI與PCIExpress總線的工程師，這些規範便於他們進一步獲得必要的細節知識。對於剛剛接觸PCI與PCIExpress總線的工程師，這些規範性的文檔並不適合閱讀。在閱讀這些規範時，工程師還需要具備一些與體系結構相關的基礎知識，這恰是規範並不涉及的內容。對於多數工程師，規範文檔適於查閱，而不便於學習。
本書將以處理器體系結構為主線介紹PCIExpress總線的組成，以便讀者進一步理解PCIExpress總線協議。本書並不是關於PCI和PCIExpress總線的百科全書，因為讀者完全可以通過閱讀PCI和PCIExpress總線規範獲得細節信息。本書側重的是PCI和PCIExpress總線中與處理器體系結構相關的內容。
本書不會對PCI總線的相關規范進行簡單重複，部分內容並不在PCI總線規範定義的範圍內，例如HOST主橋和RC。PCI總線規範並沒有規定處理器廠商如何實現HOST主橋和RC，不同的處理器廠商實現的HOST主橋和RC有較大差異，而這些內容正是本書所討論的重點。此外本書還講述了一些在PCI總線規範中提及，但是容易被忽略的一些重要概念。
本書共由三篇組成。第1篇（第1-3章）介紹PCI總線的基礎知識。第Ⅱ篇（第4-13章）介紹PCIExpress總線的相關概念。第Ⅱ篇的內容以第1篇為基礎。從系統軟件的角度來看，PCIExpress總線向前兼容PCI總線，理解PCIExpress總線必須建立在深刻理解PCI總線的基礎之上。讀者需要按照順序閱讀這兩篇。
第1章主要說明PCI總線涉及的一些基本知識。有些知識稍顯過時，但是在PCI總線中出現的一些數據傳送方式，如Posted、Non-Posted和Split數據傳送方式，依然非常重要，也是讀者需要掌握的。
第2章重點介紹PCI橋。PCI橋是PCI及PCIExpress體系結構的精華所在，本章還使用了一定篇幅介紹了非透明橋。非透明橋不是PCI總線定義的標準橋片，但是在處理器系統之間的互聯中得到了廣泛的應用。
第3章詳細闡述PCI總線的數據傳送方式，與Cache相關的內容和預讀機制是本章的重點。目前PCI與PCIExpress對預讀機制的支持並不理想。但是在可以預見的將來，PCIExpress總線將充分使用智能預讀機制進一步提高總線的利用率。
第4章是PCIExpress篇的綜述。第5章以Intel的筆記本平台Montevina為例說明RC的各個組成模塊。實際上RC這個概念，只有在x86處理器平台中才真正存在。其他處理器系統中，並不存在嚴格意義上的RC。
第6、7章分別介紹PCIExpress總線的事務層、數據鏈路層和物理層。物理層是PCIExpress總線的真正核心，也是中國工程師最沒有機會接觸的內容。這是我們這一代工程師的遺憾與無奈。第8章簡要說明了PCIExpress總線的鏈路訓練與電源管理。

序
前言
第Ⅰ篇 PCI體系結構概述
　第1章 PCI總線的基本知識
1.1 PCI總線的組成結構
1.1.1 HOST主橋
1.1.2 PCI總線
1.1.3 PCI設備
1.1.4 HOST處理器
1.1.5 PCI總線的負載
1.2 PCI總線的信號定義
1.2.1 地址和數據信號
1.2.2 接口控制信號
1.2.3 仲裁信號
1.2.4 中斷請求等其他信號
1.3 PCI總線的存儲器讀寫總線事務
1.3.1 PCI總線事務的時序
1.3.2 Posted和NonPosted傳送方式
1.3.3 HOST處理器訪問PCI設備
1.3.4 PCI設備讀寫主存儲器
1.3.5 Delayed傳送方式
1.4 PCI總線的中斷機制
1.4.1 中斷信號與中斷控制器的連接關係
1.4.2 中斷信號與PCI總線的連接關係
1.4.3 中斷請求的同步
1.5 PCIX總線簡介
1.5.1 Split總線事務
1.5.2 總線傳送協議
1.5.3 基於數據塊的突發傳送
1.6 小結
　第2章 PCI總線的橋與配置
2.1 存儲器域與PCI總線域
2.1.1 CPU域、DRAM域與存儲器域
2.1.2 PCI總線域
2.1.3 處理器域
2.2 HOST主橋
2.2.1 PCI設備配置空間的訪問機制
2.2.2 存儲器域地址空間到PCI總線域地址空間的轉換
2.2.3 PCI總線域地址空間到存儲器域地址空間的轉換
2.2.4 x86處理器的HOST主橋
2.3 PCI橋與PCI設備的配置空間
2.3.1 PCI橋
2.3.2 PCI Agent設備的配置空間
2.3.3 PCI橋的配置空間
2.4 PCI總線的配置
2.4.1 Type 01h和Type 00h配置請求
2.4.2 PCI總線配置請求的轉換原則
2.4.3 PCI總線樹Bus號的初始化
2.4.4 PCI總線Device號的分配
2.5 非透明PCI橋
2.5.1 Intel 21555中的配置寄存器
2.5.2 通過非透明橋片進行數據傳遞
2.6 小結
　第3章 PCI總線的數據交換
第Ⅱ篇 PCI Express體系結構概述
　第4章 PCIe總線概述
　第5章 Montevina的MCH和ICH
　第6章 PCIe總線的事務層
　第7章 PCIe總線的數據鏈路層與物理層
　第8章 PCIe總線的鏈路訓練與電源管理
　第9章 流量控制
　第10章 MSI和MSIX中斷機制
　第11章 PCI/PCIe總線的序
　第12章 PCIe總線的應用
　第13章 PCIe總線與虛擬化技術
第Ⅲ篇 Linux與PCI總線
　第14章 Linux PCI的初始化過程
　第15章 Linux PCI的中斷處理
參考文獻