1.5 PCI-X總線簡介

PCI-X總線仍采用並行總線技術。PCI-X總線使用的大多數總線事務基於PCI總線，但是在實現細節上略有不同。PCI-X總線將工作頻率提高到533MHz，並首先引入了PME(Power Management Event)機製。除此之外，PCI-X總線還提出了許多新的特性。

1.5.1 Split總線事務

Split總線事務是PCI-X總線一個重要特性。該總線事務替代了PCI總線的Delayed數據傳送方式，從而提高了Non-Posted總線事務的傳送效率。下文以存儲器讀為例，說明PCI-X設備如何使用Split總線事務。

PCI-X總線在進行存儲器讀總線事務時，總線事務的發起方(Requester)使用Split總線事務與總線事務接收端(Completer)進行數據交換，其步驟如下。

(1)      Requester向Completer發起存儲器讀請求總線事務。

(2)      這個存儲器讀請求在到達Completer之前，可能會經過多級PCI-X橋。這些PCI-X橋使用Split Response周期結束當前總線事務，釋放上遊PCI總線。之後繼續轉發這個存儲器讀請求，直到Completer認領這個存儲器讀請求總線事務。

(3)      Completer認領存儲器讀請求總線事務後，將記錄將Requester的ID號，並使用Split Response周期結束存儲器讀請求總線事務。

(4)      Completer準備好數據後，將重新申請總線，並使用存儲器讀完成總線事務主動地將數據傳送給Requester。在這個完成報文中包含Requester的ID號，因為完成報文使用ID路由而不是地址路由。

(5)      這些完成報文根據ID路由方式，最終到達Requester。Requester從完成報文中接收數據並完成整個存儲器讀請求。

與Delayed總線事務相比，Requester獲得的數據是Completer將數據完全準備好後，由Completer主動傳遞的，而不是通過Requester通過多次重試獲得的，因此能夠提高PCI-X總線的使用效率。PCI-X總線提出的Split總線事務被PCIe總線繼承。

1.5.2 總線傳送協議

PCI-X總線改變了PCI總線使用的傳送協議。目標設備可以將主設備發送的命令鎖存，然後在下一個時鍾周期進行譯碼操作。與PCI總線事務相比，PCI-X總線采用的這種方式，雖然在總線時序中多使用了一個時鍾周期，但是可以有效提高PCI-X總線的運行頻率。

因為主設備通過數據線將命令發送到目標設備需要一定的延時。如果PCI總線頻率較高，目標設備很難在一個時鍾周期內接收完畢總線命令，並同時完成譯碼工作。而如果目標設備能夠將主設備發出的命令先進行鎖存，然後在下一個時鍾周期進行譯碼則可以有效解決這個譯碼時間Margin不足的問題，從而提高PCI-X總線的頻率。PCI-X 1.0總線可以使用的最高總線頻率為133MHz，而PCI-X 2.0總線可以使用的最高總線頻率為533Mhz，遠比PCI總線使用的總線頻率高。

除了信號傳送協議外，PCI-X總線在進行DMA讀寫時，可以不進行Cache共享一致性操作，而PCI總線進行DMA讀寫時必須進行Cache一致性操作。在某些特殊情況下，DMA讀寫時進行Cache共享一致性不但不能提高總線傳送效率，反而會降低。第3.3節將詳細討論與Cache一致性相關的PCI總線事務。

此外PCI-X總線還支持亂序總線事務，即Relaxed Ordering，該總線事務被PCIe總線繼承。對於某些應用，PCI-X設備使用Relaxed ordering方式，可以有效地提高數據傳送效率。但是支持Relaxed Ordering的設備，需要較多的數據緩存和硬件邏輯處理這些亂序，這為PCI-X設備的設計帶來了不小的困難。

1.5.3 基於數據塊的突發傳送

在PCI總線中，一次突發傳送的大小為2個以上的雙字，一次突發傳送所攜帶的數據越多時，突發傳送的總線利用率也越高。

而PCI總線的突發傳送仍然存在缺陷。在PCI總線中，數據發送端知道究竟需要發送多少字節的數據，但是接收端並不清楚到底需要接收多少數據。這種不確定性，為接收端的緩衝管理帶來了較大的挑戰。

為此PCI-X總線使用基於數據塊的突發傳送方式，發送端以ADB(Allowable Disconnect Boundary)為單位，將數據發送給接收端，一次突發讀寫為一個以上的ADB。采用這種方式，接收端可以事先預知是否有足夠的接收緩衝，接收來自發送端的數據，從而可以及時斷連當前總線周期，以節約PCI-X總線的帶寬。在PCI-X總線中，ADB的大小為128B。

由於ADB的引入，PCI總線與Cache相關的總線事務如Memory Read Line、Memory Read Multiline和Memory Write and Invalidate，都被PCI-X總線使用與ADB相關的總線事務替代。因為通過ADB，PCI-X橋(HOST主橋)可以準確地預知即將訪問的數據在Cache中的分布情況。

PCI-X總線還增加了一些其他特性，如在總線事務中增加傳送字節計數，限製等待狀態等機製，並增強了奇偶校驗的管理方式。但是PCI-X總線還沒有普及，就被PCIe總線替代。因此在PC領域和嵌入式領域很少有基於PCI-X總線的設備，PCI-X設備僅在一些高端服務器上出現。因此本節不對PCI-X總線做進一步描述。事實上，PCI-X總線的許多特性都被PCIe總線繼承。

1.6 小結

本章主要介紹了PCI總線的基本組成部件，PCI設備如何提交中斷請求，以及PCI-X總線對PCI總線的功能增強。本章的重點在於PCI總線的Posted和Non-Posted總線事務，以及PCI總線如何使用Delayed傳送方式處理Non-Posted總線事務，請讀者務必深入理解這兩種總線事務的不同。