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• 關鍵詞：                                                                CPCI

• 摘要：國家數字對換體系工程技術考慮中心承當的國家863規劃項目——“中國第三代移動通訊體系”CDMA2000體系集成績選擇基于CPCI總線的多SBC平臺。各個SBC間的通訊效力徑直確定了全部體系機能的高低。

在電信、電力、國防等使用土地中,常常請求其所用裝備有極高的實時性。當需求在各個裝備間舉行大容量的信息對換時,傳統的網絡包對換模式已不能很好地滿意實時性的請求。而借用助于CPCI總線,兩個裝備可以互訪敵手的內存, 具有傳輸速快、傳輸容量大和高可靠性等特征,異常符合大容量的信息轉交。國家數字對換體系工程技術考慮中心承當的國家863規劃項目——“中國第三代移動通訊體系”CDMA2000體系集成績選擇基于CPCI總線的多SBC平臺。各個SBC間的通訊效力徑直確定了全部體系機能的高低。

眼前常用的實時操控體系如VxWorks、Lynx等,都針對CPCI總線實即興了消息隊列,可用于SBC間的消息通訊。但VxWorks、Lynx中消息轉交的實即興方法很不靈巧,一般是經過在一個特定的SBC(通常為system board)中開啟一塊共享內存,其他各個SBC(通常為non system board)經過對共享內存的讀寫對換信息;每完成一次兩個non system SBC間的信息對換,都要舉行一次PCI讀寫操控,效力不高。余外VxWorks、Lynx中的消息長度都有一個最大值,當要舉行大數據量(如1GB的內存數據庫)的信息傳輸時,操控體系供消息轉交機制也拙訥為力。而以上這些問題,都可以經過任性兩個SBC間的徑直內存拜訪獲得解決。本文率先紹介了 PCI Bridge的任務規律;然后以Motorola公司供的CPX8000系列工控機為例,議論了兩個SBC是怎樣基于背板(Backplane)上的CPCI總線,并使用PCI Bridge的地址映照機制,經過互訪內存的方法終極實即興雙機通訊;最末紹介了現實使用時應注重的機能優化問題。

1 PCI Bridge的任務規律

在簡略的計算機體系中,其保有的表面裝備較少,單級總線構造便能滿意體系的需求。只是鑒于單個 PCI總線可支援的 PCI 裝備數有electrical限度局限,對保有大批外設的計算機體系而言,單級總線構造已不能滿意體系的請求,故此便發出了橋接裝備。經過PCI-to-PCI Bridge可擴展出新的PCI總線,經過PCI-to-ISA Bridge可擴展出ISA總線。借用助PCI Bridge這些特別的PCI裝備,體系中各級總線被粘和在一齊,使全部體系成為一個有機整體。

每個PCI裝備都有自自己的 PCI I/O當空、PCI內存當空和PCI配備當空(configuration space)。PCI裝備的裝備驅動程序對PCI配備當空舉行初始化設置后,各個智能把持器如CPU、DMA把持器等,可以對PCI裝備的PCI I/O當空、PCI內存當空舉行拜訪。在圖1中,CPU若要拜訪網卡,率先會在PCI Bus0上生成一個物理地址,這個地址經PCI-to-PCI Bridge的度過濾及替換后,在PCI Bus1上發出一PCI Bus地址,網卡經過地址譯碼,相應對這個地址的拜訪。

圖1 基于PCI的體系

從這個度過程可以理解到,PCI-to-PCI Bridge有兩種根本的效能:

(1)地址映照效能。固然同是對網卡舉行拜訪,但PCI Bus0與PCI Bus1上的地址意思是兩樣的。兩個地址分屬各自的地址當空,經過PCI-to-PCI Bridge實即興兩個地址的映照。依據這兩個地址是否相通,可將PCI-to-PCI Bridge區分為兩種典型:

·PCI-to-PCI Transparent Bridge。PCI Bridge不對PCI Bus0上的地址舉行替換,徑直將其映照到PCI Bus1上。PCI Bus0與PCI Bus1上的地址是相通的。

·PCI-to-PCI Non Transparent Bridge。PCI Bus0上的地址務必經度過PCI Bridge的替換,才能映照到PCI Bus1上。PCI Bus0與PCI Bus1上的地址是兩樣的。

(2)地址度過濾效能。PCI Bridge在把PCI Bus0上的地址向下流總線(ISA Bus、PCI Bus1)轉交時,具有選擇性。在圖1中,CPU在PCI Bus0上所發出的地址,除非對SCSI和Ethernet的拜訪,PCI-to-PCI Bridge才給予收執;而對PCI Bus0的其他地址,PCI-to-PCI Bridge均不予相應。每一個PCI Bridge所相應的地址范疇,可形象地稱其為此PCI Bridge的地址窗口,除非當上游總線的地址落進PCI Bridge的地址窗口中,PCI Bridge才相應此地址并向下流總線轉交。

2 雙機通訊的具體實即興

本節以Motorola公司供的CPX8000系列工控機為例,紹介了怎樣經過CPCI總線實即興雙機間的通訊。如圖2所示,兩個SBC經過背板上的CPCI總線實即興了物理上的連接。如其兩個SBC能行相互拜訪敵手的內存, 就可實即興兩者間的數據交流動。以體系處置機板(System Processor Board,又稱主機板)拜訪非體系處置機板(Non-system Processor Board, 又稱子機板)內存為例,紹介雙機通訊的具體實即興。本方案已在Lynx及VxWorks實時操控體系上實即興。

在圖2中,主機板CPU若要拜訪子機板中的1MB內存單元,務必將這塊內存映照到主機板CPU的杜撰地址當空中,可以經過對主機板、子機板、主機板與子機板的接口配備來達成目標。此1MB的內存單元可被映照到兩樣的地址當空(如CPU杜撰地址當空、物理地址當空、本土PCI地址當空、體系CPCI地址當空等),映照地址也各不相通。在圖2中,對此1MB內存的起首單元在兩樣地址當空中的映照地址,區別用標記A1、A2、…A7體現。

圖2 數據通訊規律圖

2.1 子機板的配備

(1)調用內核內存分派函數申請1MB的內核杜撰地址當空,獲得申請當空的開端地址A7。

(2)依據操控體系的內存映照相干,獲得杜撰地址A7的物理映照地址A6。

(3)Raven ASIC是一個Host-to-PCI Bridge, 因Processor Bus不是一個準則總線,因而經過Raven將其替換為PCI總線,以掛接各類PCI裝備。CPU和Raven一齊組成了一組套片(chipset),相配應用。依據Raven的設置,博得物理地址A6在Local PCI Bus的映照地址A5。

(4)21554是一PCI-to-PCI Non Transparent Bridge,并可舉行雙向數據轉交。經過其里面的兩個配備存器,將其地址窗口的大小設為1MB;地址窗口的起首地址在Local PCI Bus端設為A5。   

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