[PCIE5.0]1.4 Hardware/Software Model for Discovery, Configuration and Operation

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这段文字描述了PCI Express系统中的硬件/软件模型,它概述了如何发现、配置和操作PCI Express设备,而不需要对每个设备的具体实现细节有深入了解。以下是这些重点的通俗化讲解:

1. 硬件/软件模型的目标

这部分介绍了PCI Express系统是如何通过硬件和软件共同工作来进行设备发现、配置和管理的。主要目标是:

• 发现硬件功能:系统软件需要一种方法来检测和识别系统中有哪些硬件设备(如显卡、网卡等)。 • 资源分配:系统需要能够分配地址空间(如内存空间)和中断资源给不同的硬件设备。 • 启用/禁用功能:控制设备是否响应请求,或者是否能够发起请求。 • 一致的流控制和排序模型:保证硬件和软件之间的交互能够稳定、高效。

2. 两种配置机制

PCI Express的配置机制支持两种方式来管理硬件设备:

• 兼容PCI的配置机制:这种机制确保了与传统的PCI系统的兼容性,操作系统能够像管理旧的PCI设备一样,管理PCI Express设备。也就是说,系统能识别和配置PCI Express设备,就像它们是传统PCI设备一样。 • PCI Express增强配置机制:这是一种更高效的配置方式,能支持更大的配置空间,并且优化了访问配置空间的方式。这使得PCI Express设备的管理更加灵活和高效。

3. PCI Express Link的虚拟PCI桥结构

• 每个PCI Express Link(即设备与设备之间的连接)都有一个与之关联的虚拟PCI-to-PCI桥结构。这个桥结构是虚拟的,并不一定是一个实际的硬件桥。
• 虚拟桥的作用:它将PCI Express设备组织成逻辑上的PCI总线,以便操作系统能够像处理传统的PCI设备一样来处理这些设备。
• 这些桥结构可以是: 
	○ Root Complex Port(根复合体端口):它是PCI Express系统的起点,负责创建PCI Express层次结构。
	○ Switch端口:交换机的上游端口或下游端口也是通过虚拟PCI桥来管理的。

4. Root Port与设备映射

• Root Port是一个特殊的虚拟桥结构,它位于PCI Express根复合体(Root Complex)中,负责启动一个PCI Express的层次结构,并将PCI Express设备映射到该结构中。
• 设备映射到配置空间:所有连接到PCI Express总线上的设备都会被映射到一个特定的设备编号,这使得操作系统能够知道每个设备的配置位置,并能够对其进行配置和管理。

总结:

这段文字的重点在于介绍了PCI Express系统如何通过硬件和软件共同工作,实现对硬件设备的发现、配置和管理:

  1. 硬件/软件模型的目的是通过定义清晰的规则,帮助系统识别设备、分配资源、控制设备响应、以及保证系统稳定运行。
  2. 配置机制有两种方式,确保兼容旧的PCI设备,同时还提供了更高效的配置方式来适应PCI Express的新特性。
  3. 虚拟PCI桥和Root Port的结构使得PCI Express设备能够被有效组织和管理,操作系统通过这些桥和端口来访问和配置设备。 通过这种机制,系统能够自动地识别和配置硬件设备,而不需要过多关注每个设备的具体细节,大大简化了硬件的管理过程。