6.3.5 PCI 总线仲裁 　　在PCI多主系统中，某个总线主设备要想使用总线时，必须向总线仲裁器申请总线权，多个主处理器的系统不是本书的重点，这里仅以包含两个主设备的系统为例，对PCI总线仲裁时序做一个简单介绍。 　　每个主设备都是通过一对独立的REQ#/GNT#信号与总线仲裁器相连的。总线仲裁器通常集成在芯片组HOST/PCI或者PCI/扩展总线桥中。 　　图6-24 是两个主设备A和B访问PCI总线时总线仲裁的时序关系，首先做下列假设： 　　　● 总线主设备A要求执行两次总线交易，第一次交易是包含三个数据段的猝发写，第二次是单数据段写交易。 　　　● 总线主设备B要求执行包含一个数据段的写交易。 　　　● 总线主设备B比A具有更高的优先级，仲裁机制是循环优先。 　　正如前面所提到的，PCI都是在PCI CLK的上升沿采样所有总线信号的。如果一个总线主要求执行连续的总线交易，它应该在当前交易的FRAME#有效以后保持REQ#有效。如果没有其他总线主设备要求使用总线，或者当前总线主设备具有最高优先权，则总线仲裁器在当前交易完成后继续将总线权授予当前的主设备。 在CLK1上升沿以前，总线主设备A的REQ#-A有效，请求访问PCI总线。仲裁器在CLK1的上升沿采样到A设备有效的REQ#-A，此时总线主设备B没有总线请求，仲裁器将总线权授予设备A，令连接A的GNT#-A有效。在CLK1周期中，总线主设备B希望执行总线交易，B驱动REQ#-B有效。 　　总线主设备A在CLK2的上升沿采样到GNT#-A有效，同时检测到IRDY#和FRAME#为无效状态，说明总线当前处于空闲状态。于是，总线主设备A启动其第一次交易。它令FRAME#为低，将地址送到地址总线AD[31：0]，并将猝发写命令送到命令/字节使能总线。如果主设备A在这次交易之后不需要执行另外一个交易，它便会在CLK2时使REQ#-A无效。但在此例中设备A还需要执行一次总线交易，因此它继续保持REQ#-A为有效状态。总线仲裁器在CLK2的上升沿采样到主设备A和B同时请求总线，经过仲裁设备B的优先级高于设备A，因此仲裁器收回给A的总线权，驱动GNT#-A为高。 　　在CLK3的上升沿，主设备A确定其已经优先占有了总线。它将第一个数据项送到数据总线上并有效命令/字节使能总线，以选择适当的数据通道。同时有效IRDY#，表明主设备A已将数据准备好。在CLK3，仲裁器令连接主设备B的GNT#有效。 　　CLK4的上升沿，主设备B采样到GNT#-B有效，知道其可成为下一个总线主。此时A正在进行猝发写传送，因此设备B在每个后续时钟的上升沿不断采样GNT#直至它获取总线权为止。在时钟4的上升沿，设备A检测到IRDY#和TRDY#有效并开始传送第一个数据项。 　　CLK5，主设备A采样到有效的IRDY#和TRDY#并开始第二个数据传送。此外，它保持IRDY#有效并令FRAME#无效，表示正在进行最后数据段的传送。 　　在时钟6的上升沿，IRDY#和TRDY#有效，表示第三个也是最后一个数据传送完成。 　　总线主设备A 令IRDY#无效，使总线返回空闲状态。 　　设备B从CLK4的上沿采样到GNT#-B有效以后，由于总线一直处在忙碌状态，所以未能得到总线权。直到CLK7，FRAME#和IRDY#变为高，表示总线空闲。设备B采样到GNT#仍然有效，表示它可以使用总线。设备B启动交易并撤消REQ#信号。因为目前B只需要执行一次总线交易。B有效FRAME#，驱动地址到AD总线，并驱动命令到命令/字节使能总线上。 　　在CLK8的上升沿，仲裁器采样到主设备B撤消了REQ#，而主设备A的REQ#仍有效。 　　仲裁器令B的GNT#无效，A的GNT#有效。主设备A在每个时钟的上升沿采样IRDY#和FRAME#，直到总线空闲开始下一个交易。在CLK8中，主设备B 驱动FRAME#无效，表示它的第一个也是最后一个数据段传送正在进行。B同时将数据写到AD总线，将字节选择信号送C/BE#总线，驱动IRDY#为低，通知目标已将数据准备好。 　　在CLK9上升沿，IRDY#和TRDY#同时有效，主设备B将数据写入目标。之后，主设备B令IRDY#为无效状态，释放总线至空闲态。 　　主设备A在CLK10的手术沿采样到总线空闲且GNT#-A仍然有效，便启动第二次总线写交易。A令FRAME#有效、REQ#无效，通知仲裁器本次交易之后没有紧跟着的总线请求。