Nouvelles Technologies Le bus PCI et ses évolutions

Plan Présentation des bus LE BUS PCI Historique Présentation Avantages apportés par le bus PCI Fonctionnement Evolutions du bus PCI CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE

Présentation des bus Canaux de communications reliant entre eux différents éléments d'un système éléctronique et informatisé. Premier bus pour PC : le bus ISA 8 bits, débit de quelques Mo/s Bus VESA Local bus 32 bits et débit plus important mais non compatible avec ISA Bus EISA Similaire au bus Vesa Local bus mais compatible ISA USB et FIREWIRE

Historique du bus PCI Le bus PCI (Peripheral Component Interconnect) Norme développée pat Intel Norme 1.0 : bus local proche des ressources et du CPU En 1993, spécification améliorée pour inclure des ressources disposées sur des cartes enfichables donc exploitables sur une carte mère En 1995, révision 2.1, pour une migration du bus vers une fréquence de 66 Mhz révision 2.2 : définitions sur la gestion de l'énergie des alimentations

Présentation du bus PCI Le bus PCI permet de relier entre eux les différents périphériques se trouvant à l'intérieur d'un PC (carte vidéo, carte réseau, carte son, ...) Bus synchrone Vitesse de l'horloge de 33 Mhz ou 66 Mhz Largeur du bus de 32 bits ou 64 bits d'adresse et de données La bande passante crête va de 123 Mo/s (32 bits à 33 Mhz) à 528 Mo/s (64 bits à 66 Mhz) Principe Maître/esclave (plusieurs maîtres possibles ) Utilisation d'un minimum de signaux de communications interconnexion de 4 cartes maximum Unité de gestion d'accès au bus et gestionnaire d'interruptions

Schéma d'une architecture PCI

Avantages du bus PCI Bus local (chaque périphérique a directement accès au bus principal) passerelle PCI-HOST bus local indépendant du bus système

Fonctionnement Les différents bus (adresse, donnée, commande, contrôle) composant le PCI Les opérations différées La réservation de ressources La gestion de l'accès bus sur PCI La gestion des interruptions

Fonctionnement Pour le transfert de données (par paquets), le PCI se compose : D'un bus d'adresses et de données multiplexées (AD[31..00]) 32 bits en adressage comme en données espace adressable de 4 Go Phase d'adressage : bus porteur d'adresses Phase suivante : bus porteur de données D'un bus de commandes et de validation d'octets (C/BE[3..0]*) phase @ : transmet la commande de bus phase suivante : bus de validation des octets sur le bus de données D'un bus de contrôle qui regroupe les signaux gérés par le maître FRAME* : Départ et validation de transaction IRDY* : Etat du maître de l'échange

Fonctionnement Opérations différées Le bus PCI permet les opérations différées dans le traitement des transactions : Le maître s'assure d'abord de la disponibilité du bus puis adresse sa requête à l'esclave concerné L'esclave peut ne pas répondre immédiatement à la requête d'un maître Cela a pour avantage de libérer le bus pour d'autres maîtres

Fonctionnement Réservation de ressources Un maître peut se réserver l'exploitation d'un esclave pour se garantir les résultats d'une tâche, vis à vis de l'intervention d'un autre maître. Le maître est libre de prolonger ou non son exclusivité sur cette ressource

Fonctionnement Gestion de l'accès bus sur PCI Gestion par un arbitre de bus des demandes d'accès faites par les différents maîtres Une requête est émise par le maître qui doit alors recevoir une autorisation renvoyée par l'arbitre Gestion des interruptions Optionnelles, elles sont aux nombres de 4 et fonctionnent de manière asynchrone

Evolutions du bus PCI De nouveaux bus ont été développés afin d'améliorer le bus PCI que ce soit dans le domaine industriel ou micro-informatique : Le Compact PCI Le PXI (PCI eXtention for Instrumentation) Le SPCI (Small PCI) Le Pci Hot-Plug Le PCI-X Le 3GIO (Third Generation Input/Output)

Le Compact PCI Basé sur une spécification du PICMG Adaptation du bus PCI aux besoins industriels connecteur plus large et peu sensible aux impuretés 64 bits, tension de fonctionnement de 3,3V ou 5V ajout et retrait des cartes à chaud (norme Hot Swap) compatible PCI

Le PXI PXI : PCI eXtention for Instrumentation Comparable au Compact PCI mais adapté pour le domaine de l'instrumentation norme plus sévère que celle du Compact PCI les périphériques doivent être compatible Windows 95 et NT

Le SPCI SPCI : Small PCI Norme éditée par le consortium PCI Sig Integration du PCI dans des ordinateurs de petites tailles (portables,...) Même performance et caractéristique que PCI standard Réduction de la fréquence du bus quand il n'est pas utilisé (économie d'énergie) Périphérique SPCI de la forme d'une carte PCMCIA : carte type A : deux rangée de connecteurs carte type B : une rangées de connecteurs carte non insérable à chaud Tension de fonctionnement : 3,3V, 5V et Universal (3,3v et 5V)

Le PCI Hot -Plug Extension de la norme PCI de base (réalisé par Compaq) Ajout et retrait des cartes PCI à chaud (sans éteindre l'ordinateur) Hot remplacement retrait et remplacement d'une carte défectueuse Hot upgrade remplacement d'une carte par une version upgradée Hot Expansion Ajout d'une carte dans un slot libre

Le PCI-X Développé par IBM, Hewlett-Packard et Compaq Destiné aux serveurs But : assurer à ces 3 sociétés le monopole des serveurs basés sur une architecture x86 Fréquence de bus de 133 Mhz pour des transferts de 1 Go/s Compatible PCI sauf pour les cartes ne fonctionnant qu'en 5V Logiciels et pilotes perçoivent le PCI-X comme un bus PCI classique Acheminement des interruptions à la fréquence du bus Routage de façon différenciée des données vers des segments PCI et PCI-X

Le 3GIO 3GIO : Third Generation Input/Output Autre dénomination : PCI3.0 Norme développée par Intel Débit allant de 206 Mo/s jusqu'à 6,6 Go suivant les versions

Conclusion Bus PCI : bus de référence dans le monde PC Non adapté au monde industriel dans la version d'origine Secteur dynamique avec de gros enjeux économiques

Bibliographie et Webographie PCI Local Bus specification Revision 2.1S PCI Special Interest Group 06/01/1995 www.pcisig.com Site officiel de la specification PCI www.enseirb.fr/~kadionik Informations concernant le bus PCI ainsi que la plupart de ses évolutions www.distributique.com Informations concernant le bus PCI-X lemouillour.eric.free.fr/lepc/interfac/slots.htm Informations concernant le bus PCI ainsi que d'autres