PCI總線的中斷機(jī)制
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1.4.1中斷信號(hào)與中斷控制器的連接關(guān)系
不同的處理器使用的中斷控制器不同，如x86處理器使用APIC(Advanced Programmable Interrupt Controller)中斷控制器，而PowerPC處理器使用MPIC(Multiprocessor Interrupt Controller)中斷控制器。這些中斷控制器都提供了一些外部中斷請(qǐng)求引腳IRQ_PINx#。外部設(shè)備，包括PCI設(shè)備可以使用這些引腳向處理器提交中斷請(qǐng)求。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/330477.htm但是PCI總線規(guī)范沒有規(guī)定PCI設(shè)備的INTx信號(hào)如何與中斷控制器的IRQ_PINx#信號(hào)相連，這為系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)帶來了一定的困難，為此系統(tǒng)軟件使用中斷路由表存放PCI設(shè)備的INTx信號(hào)與中斷控制器的連接關(guān)系。在x86處理器系統(tǒng)中，BIOS可以提供這個(gè)中斷路由表，而在PowerPC處理器中Firmware也可以提供這個(gè)中斷路由表。
在一些簡單的嵌入式處理器系統(tǒng)中，F(xiàn)irmware并沒有提供中斷路由表，此時(shí)系統(tǒng)軟件開發(fā)者需要事先了解PCI設(shè)備的INTx信號(hào)與中斷控制器的連接關(guān)系。此時(shí)外部設(shè)備與中斷控制器的連接關(guān)系由硬件設(shè)計(jì)人員指定。
我們假設(shè)在一個(gè)處理器系統(tǒng)中，共有3個(gè)PCI插槽(分別為PCI插槽A、B和C)，這些PCI插槽與中斷控制器的IRQ_PINx引腳(分別為IRQW#、IRQX#、IRQY#和IRQZ#)可以按照?qǐng)D1?5所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。
在一個(gè)處理器系統(tǒng)中，多數(shù)PCI設(shè)備僅使用INTA#信號(hào)，很少使用INTB#和INTC#信號(hào)，而INTD#信號(hào)更是極少使用。在PCI總線中，PCI設(shè)備配置空間的Interrupt Pin寄存器記錄該設(shè)備究竟使用哪個(gè)INTx信號(hào)，該寄存器的詳細(xì)介紹見第2.3.2節(jié)。
1.4.2中斷信號(hào)與PCI總線的連接關(guān)系
在PCI總線中，INTx信號(hào)屬于邊帶信號(hào)。所謂邊帶信號(hào)是指這些信號(hào)在PCI總線中是可選信號(hào)，而且只能在一個(gè)處理器系統(tǒng)的內(nèi)部使用，并不能離開這個(gè)處理器環(huán)境。PCI橋也不會(huì)處理這些邊帶信號(hào)。這給PCI設(shè)備將中斷請(qǐng)求發(fā)向處理器帶來了一些困難，特別是給掛接在PCI橋之下的PCI設(shè)備進(jìn)行中斷請(qǐng)求帶來了一些麻煩。
在一些嵌入式處理器系統(tǒng)中，這個(gè)問題較易解決。因?yàn)榍度胧教幚砥飨到y(tǒng)很清楚在當(dāng)前系統(tǒng)中存在多少個(gè)PCI設(shè)備，這些PCI設(shè)備使用了哪些中斷資源。在多數(shù)嵌入式處理器系統(tǒng)中，PCI設(shè)備的數(shù)量小于中斷控制器提供的外部中斷請(qǐng)求引腳數(shù)，而且在嵌入式系統(tǒng)中，多數(shù)PCI設(shè)備僅使用INTA#信號(hào)提交中斷請(qǐng)求。
在這類處理器系統(tǒng)中，可能并不含有PCI橋，因而PCI設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)與中斷控制器的連接關(guān)系較易確定。而在這類處理器系統(tǒng)中，即便存在PCI橋，來自PCI橋之下的PCI設(shè)備的中斷請(qǐng)求也較易處理。
在多數(shù)情況下，嵌入式處理器系統(tǒng)使用的PCI設(shè)備僅使用INTA#信號(hào)進(jìn)行中斷請(qǐng)求，所以只要將這些INTA#信號(hào)掛接到中斷控制器的獨(dú)立IRQ_PIN#引腳上即可。這樣每一個(gè)PCI設(shè)備都可以獨(dú)占一個(gè)單獨(dú)的中斷引腳。
而在x86處理器系統(tǒng)中，這個(gè)問題需要BIOS參與來解決。在x86處理器系統(tǒng)中，有許多PCI插槽，處理器系統(tǒng)并不知道在這些插槽上將要掛接哪些PCI設(shè)備，而且也并不知道這些PCI設(shè)備到底需不需要使用所有的INTx#信號(hào)線。因此x86處理器系統(tǒng)必須要對(duì)各種情況進(jìn)行處理。
x86處理器系統(tǒng)還經(jīng)常使用PCI橋進(jìn)行PCI總線擴(kuò)展，擴(kuò)展出來的PCI總線還可能掛接一些PCI插槽，這些插槽上INTx#信號(hào)仍然需要處理。PCI橋規(guī)范并沒有要求橋片傳遞其下PCI設(shè)備的中斷請(qǐng)求。事實(shí)上多數(shù)PCI橋也沒有為下游PCI總線提供中斷引腳INTx#，管理其下游總線的PCI設(shè)備。但是PCI橋規(guī)范推薦使用表1?3建立下游PCI設(shè)備的INTx信號(hào)與上游PCI總線INTx信號(hào)之間的映射關(guān)系。
表1?3PCI設(shè)備INTx#信號(hào)與PCI總線INTx#信號(hào)的映射關(guān)系
設(shè)備號(hào) | PCI設(shè)備的INTx#信號(hào) | PCI總線的INTx#信號(hào) |
0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28 | INTA# | INTA# |
INTB# | INTB# | |
INTC# | INTC# | |
INTD# | INTD# | |
1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29 | INTA# | INTB# |
INTB# | INTC# | |
INTC# | INTD# | |
INTD# | INTA# | |
2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30 | INTA# | INTC# |
INTB# | INTD# | |
INTC# | INTA# | |
INTD# | INTB# | |
3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31 | INTA# | INTD# |
INTB# | INTA# | |
INTC# | INTB# | |
INTD# | INTC# |
我們舉例說明該表的含義。在PCI橋下游總線上的PCI設(shè)備，如果其設(shè)備號(hào)為0，那么這個(gè)設(shè)備的INTA#引腳將和PCI總線的INTA#引腳相連；如果其設(shè)備號(hào)為1，其INTA#引腳將和PCI總線的INTB#引腳相連；如果其設(shè)備號(hào)為2，其INTA#引腳將和PCI總線的INTC#引腳相連；如果其設(shè)備號(hào)為3，其INTA#引腳將和PCI總線的INTD#引腳相連。
評(píng)論