Nouvelles Technologies Le bus PCI et ses volutions

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Nouvelles TechnologiesLe bus PCI et ses
évolutions
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Plan

• Présentation des bus
• LE BUS PCI
• Historique
• Présentation
• Avantages apportés par le bus PCI
• Fonctionnement
• Evolutions du bus PCI
• CONCLUSION
• BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE

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Présentation des bus

• Canaux de communications reliant entre eux
  différents éléments d'un système éléctronique et
  informatisé.
• Premier bus pour PC le bus ISA
• 8 bits, débit de quelques Mo/s
• Bus VESA Local bus
• 32 bits et débit plus important mais non
  compatible avec ISA
• Bus EISA
• Similaire au bus Vesa Local bus mais compatible
  ISA
• USB et FIREWIRE

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Historique du bus PCI

• Le bus PCI (Peripheral Component Interconnect)
• Norme développée pat Intel
• Norme 1.0 bus local proche des ressources et du
  CPU
• En 1993, spécification améliorée pour inclure des
  ressources disposées sur des cartes enfichables
  donc exploitables sur une carte mère
• En 1995, révision 2.1, pour une migration du bus
  vers une fréquence de 66 Mhz
• révision 2.2 définitions sur la gestion de
  l'énergie des alimentations

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Présentation du bus PCI

• Le bus PCI permet de relier entre eux les
  différents périphériques se trouvant à
  l'intérieur d'un PC (carte vidéo, carte réseau,
  carte son, ...)
• Bus synchrone
• Vitesse de l'horloge de 33 Mhz ou 66 Mhz
• Largeur du bus de 32 bits ou 64 bits d'adresse et
  de données
• La bande passante crête va de 123 Mo/s (32 bits à
  33 Mhz) à 528 Mo/s (64 bits à 66 Mhz)
• Principe Maître/esclave (plusieurs maîtres
  possibles )
• Utilisation d'un minimum de signaux de
  communications
• interconnexion de 4 cartes maximum
• Unité de gestion d'accès au bus et gestionnaire
  d'interruptions

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Schéma d'une architecture PCI
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Avantages du bus PCI

• Bus local (chaque périphérique a directement
  accès au bus principal)
• passerelle PCI-HOST
• bus local indépendant du bus système

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Fonctionnement

• Les différents bus (adresse, donnée, commande,
  contrôle) composant le PCI
• Les opérations différées
• La réservation de ressources
• La gestion de l'accès bus sur PCI
• La gestion des interruptions

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Fonctionnement

• Pour le transfert de données (par paquets), le
  PCI se compose
• D'un bus d'adresses et de données multiplexées
  (AD31..00)
• 32 bits en adressage comme en données
• espace adressable de 4 Go
• Phase d'adressage bus porteur d'adresses
• Phase suivante bus porteur de données
• D'un bus de commandes et de validation d'octets
  (C/BE3..0)
• phase _at_ transmet la commande de bus
• phase suivante bus de validation des octets sur
  le bus de données
• D'un bus de contrôle qui regroupe les signaux
  gérés par le maître
• FRAME Départ et validation de transaction
• IRDY Etat du maître de l'échange

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FonctionnementOpérations différées

• Le bus PCI permet les opérations différées dans
  le traitement des transactions
• Le maître s'assure d'abord de la disponibilité du
  bus puis adresse sa requête à l'esclave concerné
• L'esclave peut ne pas répondre immédiatement à la
  requête d'un maître
• Cela a pour avantage de libérer le bus pour
  d'autres maîtres

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FonctionnementRéservation de ressources

• Un maître peut se réserver l'exploitation d'un
  esclave pour se garantir les résultats d'une
  tâche, vis à vis de l'intervention d'un autre
  maître.
• Le maître est libre de prolonger ou non son
  exclusivité sur cette ressource

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Fonctionnement

• Gestion de l'accès bus sur PCI
• Gestion par un arbitre de bus des demandes
  d'accès faites par les différents maîtres
• Une requête est émise par le maître qui doit
  alors recevoir une autorisation renvoyée par
  l'arbitre
• Gestion des interruptions
• Optionnelles, elles sont aux nombres de 4 et
  fonctionnent de manière asynchrone

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Evolutions du bus PCI

• De nouveaux bus ont été développés afin
  d'améliorer le bus PCI que ce soit dans le
  domaine industriel ou micro-informatique
• Le Compact PCI
• Le PXI (PCI eXtention for Instrumentation)
• Le SPCI (Small PCI)
• Le Pci Hot-Plug
• Le PCI-X
• Le 3GIO (Third Generation Input/Output)

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Le Compact PCI

• Basé sur une spécification du PICMG
• Adaptation du bus PCI aux besoins industriels
• connecteur plus large et peu sensible aux
  impuretés
• 64 bits, tension de fonctionnement de 3,3V ou 5V
• ajout et retrait des cartes à chaud (norme Hot
  Swap)
• compatible PCI

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Le PXI

• PXI PCI eXtention for Instrumentation
• Comparable au Compact PCI mais adapté pour le
  domaine de l'instrumentation
• norme plus sévère que celle du Compact PCI
• les périphériques doivent être compatible Windows
  95 et NT

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Le SPCI

• SPCI Small PCI
• Norme éditée par le consortium PCI Sig
• Integration du PCI dans des ordinateurs de
  petites tailles (portables,...)
• Même performance et caractéristique que PCI
  standard
• Réduction de la fréquence du bus quand il n'est
  pas utilisé (économie d'énergie)
• Périphérique SPCI de la forme d'une carte PCMCIA
  
• carte type A deux rangée de connecteurs
• carte type B une rangées de connecteurs
• carte non insérable à chaud
• Tension de fonctionnement 3,3V, 5V et Universal
  (3,3v et 5V)

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Le PCI Hot -Plug

• Extension de la norme PCI de base (réalisé par
  Compaq)
• Ajout et retrait des cartes PCI à chaud (sans
  éteindre l'ordinateur)
• Hot remplacement
• retrait et remplacement d'une carte défectueuse
• Hot upgrade
• remplacement d'une carte par une version upgradée
• Hot Expansion
• Ajout d'une carte dans un slot libre

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Le PCI-X

• Développé par IBM, Hewlett-Packard et Compaq
• Destiné aux serveurs
• But assurer à ces 3 sociétés le monopole des
  serveurs basés sur une architecture x86
• Fréquence de bus de 133 Mhz pour des transferts
  de 1 Go/s
• Compatible PCI sauf pour les cartes ne
  fonctionnant qu'en 5V
• Logiciels et pilotes perçoivent le PCI-X comme un
  bus PCI classique
• Acheminement des interruptions à la fréquence du
  bus
• Routage de façon différenciée des données vers
  des segments PCI et PCI-X

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Le 3GIO

• 3GIO Third Generation Input/Output
• Autre dénomination PCI3.0
• Norme développée par Intel
• Débit allant de 206 Mo/s jusqu'à 6,6 Go suivant
  les versions

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Conclusion

• Bus PCI bus de référence dans le monde PC
• Non adapté au monde industriel dans la version
  d'origine
• Secteur dynamique avec de gros enjeux économiques

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Bibliographie et Webographie

• PCI Local Bus specification Revision 2.1S
• PCI Special Interest Group 06/01/1995
• www.pcisig.com
• Site officiel de la specification PCI
• www.enseirb.fr/kadionik
• Informations concernant le bus PCI ainsi
  que la plupart de ses évolutions
• www.distributique.com
• Informations concernant le bus PCI-X
• lemouillour.eric.free.fr/lepc/interfac/slots.htm
• Informations concernant le bus PCI ainsi
  que d'autres