PCI-интерфейса и ISA-шины

8 Bit I/O Recovery Time

(время восстановления для 8-битных операций ввода/вывода). Параметр измеряется в системных тактах и определяет, какую задержку система будет устанавливать после выдачи запроса на чтение/запись устройства ввода/вывода до выдачи следующего аналогичного запроса. Т.е. речь идет о временной вставке задержки (интервала) между последовательными 8-битными операциями обращения к пространству ввода/вывода. Не совсем понятное "время восстановления" - это период гарантированной неактивности определенных сигналов ISA-шины. Еще в составе 8-битной ISA-шины (контакты B13 и B14 соответственно) были сигналы IOWR# (I/O Write) и IORD# (I/O Read), отвечающие за запись в порт и за чтение порта ввода/вывода. Уже понятно, что время восстановления - это управляемая пользователем пауза между повторяющимися упомянутыми сигналами.

Эта задержка необходима, так как цикл чтения/записи для устройств ввода/вывода существенно дольше, чем для памяти или других устройств. Тем более, что в данной опции речь идет об устройствах на ISA-шине, работающей значительно медленее шины PCI, или периферии, и для правильной обработки сигналов ввода/вывода требуется вставлять паузы между последовательными PCI-циклами. Значение этого параметра по умолчанию равно одному такту (иногда двум), и его следует увеличивать только в случае установки в компьютер какого-либо медленного 8-битного устройства. Может принимать значения от 1 до 8 тактов и "N/A" (Not Available). Если в системе ISA-устройство отсутствует, то необходимо установить "N/A". Оно же может оказаться оптимальным и для производительности системы.

16 Bit I/O Recovery Time

- (время восстановления для 16-битных операций ввода/вывода). Все сказанное выше верно и для 16-битных операций ввода/вывода на ISA-шине, с той лишь разницей, что диапазон возможных значений - от 1 до 4 тактов.

Ранее подобные функции носили названия: "8-bit Recovery Delay", "8-bit Recovery Enable", "8-Bit Recovery Time", и аналогично для 16 бит. Довольно разнообразны были и предлагаемые варианты параметров: 0 - 7 (SYSCLKs), 1 - 8, "3.5 SYSCLKs" и "Delay As Below" и еще один ряд - 3T, 4T, 5T, 8T. Для 16-битных устройств были возможны варианты: 1 - 4, "3.5 SYSCLKs" и "Delay As Below", а также 2T - 5T.

Ниже детально рассмотрена опция "I/O Recovery Time", несколько устаревшая, но представляющая несомненный интерес.

16 Bit ISA I/O Command WS

данная опция используется для компенсации возможной разницы между скоростью работы системных устройств ПК и его периферии, и, как видно из наименования опции, речь идет о 16-битных операциях ввода/вывода. Подобная компенсация необходима, например, если в системе не выделено дополнительное время ожидания/ответа устройства. В таком случае система может решить, что какое-либо неуспевающее ответить устройство вообще не функционирует и перестанет давать запросы на ввод/вывод из этого устройства. Данную опцию необходимо отключать ("Disabled") для повышения быстродействия только в случае, когда все устройства в таком режиме нормально функционируют, в противном случае возможна потеря данных. Естественно отключение опции при отсутствии в системе ISA-карт расширения.

Опция может называться "ISA 16-bit I/O Wait States". При этом появляется возможность установить количество тактов ожидания вручную: 0, 1, 2, 3.

16 Bit ISA Mem Command WS

- данная опция по назначению аналогична предыдущей, с той лишь разницей, что она позволяет нужным образом соотнести скорость работы памяти ISA-устройства с возможностью системы записывать/читать из этой памяти. Параметр может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться "ISA 16-bit Mem Wait States". При этом появляется возможность установить количество тактов ожидания вручную: 0, 1, 2, 3.

Опция может носить и более общий характер - "16-bit Memory, I/O Wait State". И поскольку абсолютно те же задачи необходимо решать для 8-битных операций ввода/вывода, то на это направлена опция "8-bit Memory, I/O Wait State". С помощью этих опций количество тактов ожидания также устанавливается вручную.

AT Cycle Wait State

- по прочтении предыдущих опций данная опция уже не представляет сложности. Вставка дополнительных тактов ожидания в AT-циклах может понадобиться при использовании старых ISA-карт, особенно если они соседствуют с более быстрыми картами расширения. Устаревшая опция.

Back to Back I/O Delay

- установка опции в "Enabled" ведет к вставке трех дополнительных AT-тактов в последовательные операции ввода/вывода. Устаревшая опция.

Bus Request when FIFO is

- о FIFO-буферах чуть ниже. А данная опция позволяет отслеживать степень заполненности такого буфера. Если шинный FIFO-буфер заполнен на n%, то шина вынуждена сигнализировать об этом. Сама опция несколько необычна, столь же нестандартны и ее значения: "75% Full", "50% Full".

Если не знать об изложенном, то о чем идет речь в следующей опции? Приведем "сухую" информацию. Опция "Early PCI Bus Request" имеет следующие значения: "Disabled", "2 Bytes Early", "4 Bytes Early", "6 Bytes Early". Уже не так страшно! В данной опции фиксируется остающееся свободное пространство буфера, т.е. устанавливается объем свободной памяти буфера, при достижении которой выдается "request" (запрос). Установка в "Disabled" снимает возможность посылки запроса.

Byte Merge Support

- при стандартных операциях чтения/записи данные, направляемые от центрального процессора к PCI-шине, могут удерживаться некоторое время в специализированном буфере и накапливаться там (аккумулироваться). Для применения такой буферизации данная опция должна быть включена ("Enabled"). Но речь в данном случае идет не просто о разрешении или выполнении каких-то действий, речь идет о механизме (алгоритме), который, кроме всего прочего, реализован также во многих операциях конвейеризации, например, "PCI Pipeline". Такой механизм называется "Byte merging", или, дословно, - "байт слияние".

Если взять, например, техническое описание материнской платы на базе чипсета i430HX, то среди перечисления возможностей данного продукта можно найти такие пункты:

- Write-Back Merging for PCI to DRAM Writes

- 8-QWord Deep Merging DRAM Write Buffer

Но сразу необходимо отметить, что не все чипсеты содержат в себе такие буфера "слияния". В более современных системах термин "merging" может отсутствовать вовсе, а речь может идти только о буферах "с отложенной записью", о предварительном "пакетировании", т.п.

Вернемся к механизму "слияния". В указанном выше буфере 8- или 16-битные данные "сливаются" до размеров двойного слова (dword - double word, или 32 бита). Возможности накапливать некий объем данных зависят от размеров такого буфера, размер которого может варьироваться. Далее чипсет направляет данные во внутренний буфер PCI-шины в наиболее благоприятный момент.

Ранее любое расширение возможностей для передачи потоковой информации предназначалось прежде всего для повышения производительности трансляции видеоданных. Но потребность в механизме "byte merging" несколько шире. Речь может идти и о "слиянии" последовательных адресов и их данных в одну "PCI-to-memory"-операцию. А в наименовании вынесенной выше опции как раз и содержится поддержка "byte merging" со стороны всей системы.

Возвращаясь к упомянутой "PCI-to-memory"-операции, необходимо отметить значительное повышение производительности с применением "byte merging" для "старых" программных продуктов, осуществлявших циклы записи в видеопамять в виде отдельных байтов. Но такая трансляция, естественно, не поддерживается всеми PCI-графическими картами. И, тем не менее, установка опции в "Enabled" допустима, если при этом не происходит ухудшения видеоряда.

Опция может носить множество различных наименований. "Byte Merging" ("Byte Merge") предназначена для системной поддержки, "PCI Write-byte-Merge" (или "CPU to PCI Byte Merge") - для поддержки буферизации в цепочке "процессор - шина PCI". Опция "Word Merge" предлагает нечто большее. Речь уже идет о слиянии в пакеты отдельных слов, но по прежнему о трансляции данных в кадровый буфер.

О системной поддержке говорит и опция "Linear Merge". Но при ее включении "слиянию" могут быть подвергнуты только последовательные, т.н. "линейные" адреса процессора. Это физические адреса, начиная с нулевого и заканчивая максимально возможным для данного типа процессора. Данная опция учитывает особенности процессоров Cyrix, и в свое время была введена в BIOS для поддержки, например, процессоров Cyrix M1/M2.

Приведем названия еще некоторых опций: "PCI Byte Merging", "Write Merging", "PCI Single Write Merge", "Pipelining With ByteMerge", "Write Gathering".

CPU Dynamic-Fast-Cycle

- опция, позволяющая ускорить доступ к ISA-шине. Когда центральный процессор инициирует новый шинный цикл, PCI-шина вынуждена исследовать "адресность" команд на предмет принадлежности информации одному из своих устройств. Если такая принадлежность не определена, инициируется ISA-шинный цикл. Когда опция включена ("Enabled"), доступ к шине ISA ускоряется за счет уменьшения задержек между выдачей процессором оригинальной команды и началом ISA-цикла. Процедурное "упрощение" осуществляется при этом на уровне "северного" моста чипсета. См. также выше опцию "Fast Decode Enable".

CPU-to-PCI 6 DW FIFO

- опция включения/отключения специального буфера, позволяющего устройствам обращаться к PCI-шине и считывать до 6 двойных слов (Double Word). Работа с буфером построена по принципу "первым пришел - первым ушел" (First Input - First Output). Естественно, что буферизация передачи информации повышает быстродействие системы, но в таком виде эта опция встречается уже редко.

CPU-to-PCI Bridge Retry

- когда установлено значение "Enabled", контроллер мостовой схемы сможет, взяв на себя инициативу, повторить инициированные процессором циклы записи в PCI-шину. Но должны быть соблюдены определенные условия. При включенном значении опции функции "Passive Release" и "Delayed Transaction" должны быть также включены. При этом речь идет о т.н. "nonLOCK#" PCI-циклах. Что это такое?

LOCK# (Bus Lock) - это сигнал монополизации управления шиной. При активном состоянии сигнала во время транзакции блокируется доступ к шине других абонентов. Этот сигнал используется для захвата шины задатчиком, что является одним из процедурных моментов режима "bus-master". Этот сигнал является выходным для процессоров, активно используется на PCI-шине для установки, обслуживания и освобождения требуемого ресурса.

Теперь понятно, что "nonLOCK#" PCI-циклы не связаны с захватом шины PCI-устройством. В данном случае задатчиком является центральный процессор. Поэтому возможна ситуация, когда PCI-устройство не получило "своей" информации, и она "залежалась" в упоминавшемся выше буфере отложенной записи.

Опция может называться "Host-to-PCI Bridge Retry", а для опции "CPU-to-PCI Bridge Retry" значениями могут быть также "No Retry" и "Retry First". Последнее также говорит о том, что чипсет без инициативы "свыше" сам может переслать задержанные данные в PCI-шину.

CPU to PCI Burst Memory Write

- включение данного режима позволяет компоновать (ассемблировать) последовательные циклы записи процессора в пакетные (burst) PCI-циклы записи. Иногда можно встретить в описаниях термин "интерпретация циклов чтения CPU шиной PCI". Это не совсем корректно, поскольку речь идет о предварительной буферизации данных.

В противном случае ("Disabled") каждый одиночный цикл записи в PCI-шину будет представлять собой связанную FRAME#-последовательность. Сам процесс формирования пакетов происходит во внутренних буферах PCI-шины с отложенной записью, и, что также немаловажно, без участия процессора. Таких буферов может быть четыре (чипсет Orion, например, содержит как раз 4 таких буфера). При включении ("Enabled") данный режим повышает производительность системы, однако возможны и проблемы, если в системе установлены нестандартные PCI-карты (прежде всего VGA) или устаревшие карты, не поддерживающие пакетный обмен данными.

Несколько слов о сути пакетного режима и повышении производительности. В обычном режиме на каждое считываемое или записываемое слово выдается отдельный адрес, в блочном режиме адрес выдается на весь пакет данных, затем без задержек непрерывно выполняется серия циклов чтения/записи, что и делает пакетный режим максимально эффективным.

Опция может носить множество названий: "CPU Burst Write Assembly", "CPU/PCI Burst Mem. Write", "CPU to PCI Burst Write", "CPU-to-PCI Bursting", "CPU-to-PCI Write Bursting", "PCI Burst Write Combine", "PCI Fast Back to Back Wr", "CPU to PCI Read Burst", "PCI Read/Write Burs", "PCI Read/Write Burst", "PCI Write Burst", "PCI Write Burs", "PCI Bursting", "PCI Burst Write", "PCI Burst", "PCI Burst Write Combining", "PCI Dynamic Bursting", "Dynamic Bursting", "Dynamic PCI Bursting", "PCI Streaming".

Из приведенного множества "похожих" опций несколько последних отчетливо говорят нам о пакетном режиме передачи данных на шине PCI, а это расширяет возможности пакетирования информации, в частности, при обмене данными между памятью и устройствами на шине PCI.

И еще одна опция. "PCI Burst Interrupting". А значения ее "Allowed" и "Not Allowed". Столь необычные значения ("разрешить"-"не разрешить") по сути аналогичны блокировке режима пакетирования или его включению.

И напоследок еще одна и совсем необычная опция - "Max. Burstable Range". Этой опцией устанавливается размер непрерывной памяти, адресуемой как единый пакет из PCI-шины, сопровождаемый при этом тем же сигналом FRAME# (pin A34). Параметр имеет два значения: "0.5Kb" и "1Kb".

CPU-to-PCI FIFO Cleaning

- включение данной опции ("Enabled") позволит принудительно очищать упомянутый выше буфер при нарушениях адресации данных, других сбоях. Устаревшая опция.

CPU-to-PCI IDE Posting

- включение данного режима позволяет оптимизировать циклы записи из CPU в интерфейс PCI IDE путем предварительной буферизации. Параметр рекомендуется устанавливать в состояние "Enabled". Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может носить название "CPU-to-IDE Posting".

CPU to PCI POST/BURST

- данные, переданные от центрального процессора к PCI-шине, могут быть буферизированы (буферы PCI-шины с отложенной записью - "posted") и собраны в пакеты, или нет. Возможны следующие методы:

"POST/CON.BURST" - буферизация и стандартное пакетирование,

"POST/Agg.BURST" - буферизация и активное пакетирование,

"NONE/NONE" - буферизация и пакетирование не установлены,

"POST/NONE" - буферизация установлена, пакетирование нет.

CPU-to-PCI Read Buffer

- опция включения/отключения специального буфера, позволяющего устройствам обращаться к PCI-шине и считывать до 4-х двойных слов, не прерывая при этом работу процессора. Процессор может работать в это время над другой задачей, что повышает общую производительность. Эта опция должна быть включена обязательно. В отключенном же состоянии буфер не будет использоваться, и циклы чтения процессора не будут заканчиваться до тех пор, пока шина PCI не подаст сигнал о готовности получить данные.

CPU-to-PCI Write Buffer

- во включенном состоянии опции процессор сможет записывать по 4 слова за один такт в буфер записи шины PCI до завершения цикла PCI-шины, т.е. циклы записи в PCI-шину буферизируются, чтобы компенсировать разницу в скоростных характеристиках между CPU и PCI-шиной. Иногда можно встретить информацию, что такой внутренний буфер чипсета построен на микросхеме 82C586B. При установке параметра в "Disabled" циклы записи не буферизируются, и процессор будет находиться в ожидании после каждого цикла записи и до тех пор, пока шина PCI не сообщит процессору о своей готовности к приему данных.

Опция может называться также просто "CPU to PCI Buffer". В этом случае речь идет уже об интегрированной функции с теми же параметрами: включен буфер/отключен буфер.

CPU-to-PCI Write Latency

- опция установки времени задержки перед операцией записи данных из процессора в шину (в тактах системной шины). Установка меньшего значения позволяет увеличить производительность, однако при этом возможно увеличение нестабильности работы системы. Тогда необходимо будет вернуться к большему значению. Возможный ряд значений: 1T, 2T, 3T.

Опция может называться также "Latency for CPU to PCI write", "CPU-to-PCI Write Delay" или "CPU-to-PCI Write Waits". Значения последней опции: "0T", "1T". И речь в ней идет о тактах ожидания. Но по смыслу (содержанию) добавить к ней хоть что-либо трудновато.

CPU-to-PCI Write Posting

содержание этой опции, естественно, окажется читателю уже знакомым. Но! В некоторых чипсетах, например, в том же наборе Orion, используются специальные внутренние буферы чтения/записи, которые используются для того, чтобы компенсировать разницу в скоростях процессора и шины PCI. Когда эта опция включена ("Enabled"), данные, записываемые из процессора в шину, будут вначале буферизироваться (до 4 двойных слов) и записываться тогда, когда процессор будет освобождаться от другой задачи. В отключенном же состоянии ("Disabled" - по умолчанию) циклы записи буферизироваться не будут, и процессору придется все время ожидать окончания предыдущего цикла записи перед началом нового, т.е. пока не закончится обработка запроса в PCI- шину. Такой режим, конечно же, снижает производительность.

Опция может носить множество названий: "CPU-to-PCI Posting", "CPU-to-PCI Write Post", "CPU to PCI post memory write", "CPU/PCI Post Mem. Write", "PCI Posted Write Buffer", "PCI Post Write", "CPU-to-PCI Post Writes". Последняя опция может также предложить вариант с установкой времени задержки: "3T", "4T". Такие же значения предлагает и опция "PCI Post Write Timing".

Еще конкретнее на временные характеристики указывает опция "CPU/PCI Post Write Delay".

В завершение обзора опция "PPro to PCI Write Posting". Ничего особенного в использовании процессора Pentium Pro нет, только желательно данную опцию запретить, если речь идет о серверной системе.

Delayed Transaction

- (задержанная транзакция на PCI). Присутствие этого параметра в BIOS означает, что на материнской плате есть встроенный 32-битный буфер с задержанной (иногда говорят, отложенной) записью для поддержки удлиненного цикла обмена на PCI-шине. Если этот параметр разрешен, то доступ к шине PCI разрешен во время доступа к 8-разрядным устройствам на шине ISA. Это существенно увеличивает производительность системы, так как цикл такого обращения на ISA-шине занимает 50-60 тактов шины PCI. Если компьютер укомплектован материнской платой, не поддерживающей спецификацию PCI 2.1, этот параметр следует запретить, поскольку данная опция включает режим совместимости со спецификацией PCI версии 2.1 с одновременным включением в "северном" мосте упомянутого выше специального буфера. Отключение опции может потребоваться и при использовании какой-нибудь старой PCI-карты, не поддерживающей спецификации PCI 2.1. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться также "PCI Delayed Transaction", "PCI Delay Transaction", "Delayed Transaction Optimization" или "Delayed Transaction Timer" с теми же значениями ("включено"/"отключено").

Опция может называться и "PIIX4 Delayed Transaction" (т.е. с указанием наименования "моста"), но ее включение также требует поддержки спецификации шины PCI 2.1.

Очень похожа на предыдущие, но только по названию, опция "ICH Delayed Transaction". Она "пришла" к нам из чипсетов Intel 810 и более поздних. В этих чипсетах отсутствует привычное большинству наличие конструктивных компонент, "северного" и "южного" мостов, присутствует новая шина. Но если абстрагироваться, то некоторая структурная похожесть все же есть! Процессор через шину соединяется с Graphics Memory Controller Hub. Последний с помощью интерфейса Accelerated Hub подключается к Integrated Controller Hub (ICH). К последнему подключается PCI-шина и вся возможная периферия. Что же мы видим? Привычное место PCI-шины заняла ускоренная шина с 66 МГц, сама же PCI-шина заняла место "ушедшей в прошлое" ISA-шины. Теперь уже для Accelerated Hub, ICH и периферийных каналов надо решать вопросы не только совместной работы, но и производительной работы. Тем более, что такие устройства как клавиатура, мышь, порты, все дисководы подсоединяются к интегрированному контроллеру через высокопроизводительную кэш-память. Остается установить "Enabled".

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: