2.2 HOST主桥分类：浅谈PCI 2013-07-22 16:27 349人阅读评论(0) 收藏

本节以MPC8548处理器为例说明HOST主桥在PowerPC处理器中的实现机制，并简要介绍x86处理器系统使用的HOST主桥。

MPC8548处理器是Freescale基于E500 V2内核的一个PowerPC处理器，该处理器中集成了DDR控制器、多个eTSEC(Enhanced Three-Speed Ethernet Controller)、PCI/PCI-X和PCIe总线控制器等一系列接口。MPC8548处理器的拓扑结构如图2?2所示。

如上图所示，MPC8548处理器的L1 Cache在E500 V2内核中，而L2 Cache与FSB[1]直接相连，不属于E500内核。值得注意的是有些高端PowerPC处理器的L2 Cache也在CPU中，而L3 Cache与CCB总线直接相连。

在MPC8548处理器中，所有外部设备，如以太网控制器、DDR控制器和OCeaN连接的总线控制器都与SoC平台总线[2]直接连接。而SoC平台总线通过Cache共享一致性模块与FSB连接。

在MPC8548处理器中，具有一个32位的PCI总线控制器、一个64位的PCI/PCI-X总线控制器，还有多个PCIe总线控制器。MPC8548处理器使用OCeaN连接这些PCI、PCI-X和PCIe总线控制器。在MPC8548处理器系统中，PCI设备进行DMA操作时，首先通过OCeaN，之后经过SoC平台总线到达DDR控制器。

OCeaN是MPC8548处理器中连接快速外设使用的交叉互连总线，OCeaN不仅可以连接PCI、PCI-X和PCIe总线控制器，而且可以连接RapidIO[3]总线控制器。使用OCeaN进行互连的总线控制器可以直接通信，而不需要通过SoC平台总线。

如来自HOST主桥1的数据报文可以通过OCeaN直接发向HOST主桥2，而不需要将数据通过SoC平台总线，再进行转发，从而减轻了SoC平台总线的负担。OCeaN部件的拓扑结构如图2?3所示。

在MPC8548处理器中，有两个HOST主桥，分别是HOST主桥1和HOST主桥2，其中HOST主桥1可以支持PCI-X总线，而HOST主桥2只能支持PCI总线。此外该处理器还含有多个PCIe总线控制器。

本节仅介绍HOST主桥，即MPC8548处理器中的PCI总线控制器，而不介绍该处理器的PCIe总线控制器。因为从软件层面上看，MPC8548处理器的PCIe总线控制器与PCI/PCI-X总线控制器功能类似。

MPC8548处理器即可以作为PCI总线的HOST处理器，也可以作为PCI总线的从设备，本节仅讲述MPC8548处理器如何作为PCI总线的HOST处理器管理PCI总线树，而并不关心MPC8548处理器作为从设备的情况。

在MPC8548处理器的HOST主桥中，定义了一系列与系统软件相关的寄存器。本节将通过介绍这些寄存器，说明这个HOST主桥的功能。为节约篇幅，本节仅介绍与HOST主桥1相关的寄存器，HOST主桥2使用的寄存器与HOST主桥1使用的寄存器类似。

2.2.1 PCI设备配置空间的访问机制

PCI总线规定访问配置空间的总线事务，即配置读写总线事务，使用ID号进行寻址。PCI设备的ID号由总线号(Bus Number)、设备号(Device Number)和功能号(Function Number)组成。

其中总线号在HOST主桥遍历PCI总线树时确定。PCI总线可以使用PCI桥扩展PCI总线，并形成一颗PCI总线树。在一颗PCI总线树上，有几个PCI桥(包括HOST主桥)，就有几条PCI总线。在一颗PCI总线树中，总线号由系统软件决定，通常与HOST主桥直接相连的PCI总线编号为0，系统软件使用DFS(Depth-First Search)算法扫描PCI总线树上的所有PCI总线，并依次进行编号。

一条PCI总线的设备号由PCI设备的IDSEL信号与PCI总线地址线的连接关系确定，而功能号与PCI设备的具体设计相关。在一个PCI设备中最多有8个功能设备，而且每一个功能设备都有各自的PCI配置空间，而在绝大多数PCI设备中只有一个功能设备。HOST主桥使用寄存器号，访问PCI设备配置空间的某个寄存器。

在MPC8548处理器的HOST主桥中，与PCI设备配置空间相关的寄存器由CFG_ADDR、CFG_DATA和INT_ACK寄存器组成。系统软件使用CFG_ADDR和CFG_DATA寄存器访问PCI设备的配置空间，而使用INT_ACK寄存器访问挂接在PCI总线上的中断控制器的中断向量，HOSTHOST这3个寄存器的地址偏移和属性如表2?1所示。

表2?1 PCI总线配置寄存器

Offset	寄存器	属性	复位值
0x0_8000	CFG_ADDR	可读写	0x0000-0000
0x0_8004	CFG_DATA	可读写	0x0000-0000
0x0_8008	INT_ACK	只读	0x0000-0000

在MPC8548处理器中，所有内部寄存器都使用存储器映射方式进行寻址，并存放在以BASE_ADDR[4]变量为起始地址的“1MB连续的物理地址空间”中。PowerPC处理器可以通过BASE_ADDR+Offset的方式访问表2?1中的寄存器。

MPC8548处理器使用CFG_ADDR寄存器和CFG_DATA寄存器访问PCI设备的配置空间，其中用CFG_ADDR寄存器保存PCI设备的ID号和寄存器号，该寄存器的各个字段的详细说明如下所示。

Enable位。当该位为1时，HOST主桥使能对PCI设备配置空间的访问，当HOST处理器对CFG_DATA寄存器进行访问时，HOST主桥将对这个寄存器的访问转换为PCI配置读写总线事务并发送到PCI总线上。
Bus Number字段记录PCI设备所在的总线号。
Device Number字段记录PCI设备的设备号。
Function Number字段记录PCI设备的功能号。
Register Number字段记录PCI设备的配置寄存器号。

MPC8548处理器访问PCI设备的配置空间时，首先需要在CFG_ADDR寄存器中设置这个PCI设备对应的总线号、设备号、功能号和寄存器号，然后使能Enable位。之后当MPC8548处理器对CFG_DATA寄存器进行读写访问时， HOST主桥将这个存储器读写访问转换为PCI配置读写请求，并发送到PCI总线上。如果Enable位没有使能，处理器对CFG_DATA的访问不过是一个普通的I/O访问，HOST主桥并不能将其转换为PCI配置读写请求。

HOST主桥根据CFG_ADDR寄存器中的ID号，生成PCI配置读写总线事务，并将这个读写总线事务，通过ID译码方式发送到指定的PCI设备。PCI设备将接收来自配置写总线事务的数据，或者为配置读总线事务提供数据。

值得注意的是，在PowerPC处理器中，在CFG_DATA寄存器中保存的数据采用大端方式进行编址，而PCI设备的配置寄存器采用小端编址，因此HOST主桥需要进行端模式转换。我们以源代码2?1为例说明PowerPC处理器如何访问PCI配置空间。

源代码2?1 PowerPC处理器访问PCI配置空间

stw r0, 0(r1)

ld r3, 0(r2)

我们首先假设寄存器r1的初始值为BASE_ADDR+0x0_8000(即CFG_ADDR寄存器的地址) ，寄存器r0的初始值为0x8000-0008，寄存器r2的初始值为BASE_ADDR+0x0_8004 (即CFG_DATA寄存器的地址)，而指定PCI设备(总线号、设备号、功能号都为0)的配置寄存器的0x0B~0x08中的值为0x9988-7766。

这段源代码的执行步骤如下。

(1) 将r0寄存器赋值到r1寄存器所指向的地址空间中，即初始化CFG_ADDR寄存器为0x8000-0008。

(2) 从r2寄存器所指向的地址空间中读取数据到r3寄存器中，即从CFG_DATA寄存器中读取数据到r3寄存器。

在MPC8548处理器中，源代码2?1执行完毕后，寄存器r3保存的值为0x6677-8899，而不是0x9988-6677。系统程序员在使用这个返回值时，一定要注意大小端模式的转换。值得注意的是，源代码2?1可以使用lwbrx指令进行优化，该指令可以在读取数据的同时，进行大小端模式的转换。

处理器读取INT_ACK寄存器时，HOST主桥将这个读操作转换为PCI总线中断响应事务。PCI总线中断响应事务的作用是通过PCI总线读取中断控制器的中断向量号，这样做的前提是中断控制器需要连接在PCI总线上。

PowerPC处理器使用的MPIC中断控制器不是挂接在PCI总线上，而是挂接在SoC平台总线上的，因此PCI总线提供的中断应答事务在这个处理器系统中并没有太大用途。但是并不排除某些PowerPC处理器系统使用了挂接在PCI总线上的中断控制器，比如PCI南桥芯片，此时PowerPC处理器系统需要使用中断应答事务读取PCI南桥中的中断控制器，以获取中断向量号。

2.2.2 存储器域地址空间到PCI总线域地址空间的转换

MPC8548处理器使用ATMU (Address Translation and Mapping Unit)寄存器组进行存储器域到PCI总线域，以及PCI总线域到存储器域的地址映射。ATMU寄存器组由两大组寄存器组成，分别为Outbound和Inbound寄存器组。其中Outbound寄存器组将存储器域的地址转换为PCI总线域的地址，而Inbound寄存器组将PCI总线域的地址转换为存储器域的地址。

在MPC8548处理器中，只有当CPU读写访问的地址范围在Outbound寄存器组管理的地址空间之内时，HOST主桥才能接收CPU的读写访问，并将CPU在存储器域上的读写访问转换为PCI总线域上的读写访问，然后才能对PCI设备进行读写操作。

如图2?2所示，CPU对存储器域的地址访问，首先使用CCB总线事务，如果所访问的地址在Cache中命中时，则从Cache中直接获得数据，否则将从存储器域中获取数据。而在绝大多数情况下，外部设备使用的地址空间是不可Cache[5]的，所以在绝大多数情况之下，发向PCI设备的CCB总线事务并不会与Cache进行数据交换。

如果CCB总线事务使用的地址在HOST主桥的Outbound寄存器窗口中命中时，HOST主桥将接收这个CCB总线事务，并将其转换为PCI总线事务之后，再发送到PCI总线上。MPC8548处理器的每一个HOST主桥都提供了5个Outbound寄存器窗口来实现存储器域地址到PCI总线域地址的映射，其映射过程如图2?4所示。

在介绍MPC8548处理器如何使用Outbound寄存器组进行存储器域地址空间到PCI总线域地址空间的转换之前，本节将首先介绍Outbound寄存器组中的相应寄存器。Outbound寄存器组的地址偏移、属性和复位值如表2?2所示。

表2?2 PCI/X ATMU Outbound寄存器组

地址偏移	寄存器名	属性	复位值
0x0_8C00/20/40/60/80	POTARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8C04/24/44/64/84	POTEARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8C28/48/68/88	POWBARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8C30/50/70/90	POWARn	可读写	0x0000-0000

1 POTARn和POTEARn寄存器

在POTARn和POTEARn寄存器中保存当前Outbound窗口在PCI总线域中的64位地址空间的基地址。这两个寄存器的主要字段如下。

POTARn寄存器的TEA字段，第0~11位，保存PCI总线地址空间的43~32位。
POTARn寄存器的TA字段，第12~31位，保存PCI总线地址空间的31~12位[6]。
POTEARn寄存器的TEA字段，第12~31位，保存PCI总线地址空间的63~44位。

2 POWBARn寄存器和POWARn寄存器

而POWBARn寄存器保存当前Outbound窗口在存储器域中的36位地址空间的基地址[7]，其主要字段如下。

WBEA字段保存存储器域地址的第0~3位。
WBA字段保存存储器域地址的第4~23[8]位。
POWARn寄存器描述Outbound窗口的属性，其主要字段如下。
EN位，第0位。该位是Outbound窗口的使能位，为1表示当前Outbound寄存器组描述的存储器地址空间到PCI总线地址空间的映射关系有效；为0表示无效。
RTT字段，第12~15位，该字段描述当前窗口的读传送类型，为0b0100表示存储器读，为0b1000表示I/O读。
WTT字段，第16~19位，该字段描述当前窗口的写传送类型，为0b0100表示存储器写，为0b1000表示I/O写。在PCIe总线控制器中，RTT字段和WTT字段还可以支持对配置空间的读写操作。
OWS字段，第26~31位，该字段描述当前窗口的大小，Outbound窗口的大小在4KB~64GB之间，其值为2^OWS+1。

3 使用Outbound寄存器访问PCI总线地址空间

MPC8548处理器使用Outbound寄存器组访问PCI总线地址空间的步骤如下。

(1) 首先MPC8548处理器需要将程序使用的32位有效地址EA (Effective Address)转换为41位的虚拟地址VA (Virtual Address)。E500 V2内核不能关闭MMU(Memory Management Unit)，因此不能直接访问物理地址。

(2) MPC8548处理器通过MMU将41位的虚拟地址转换为36位的物理地址。在E500 V2内核中，物理地址是36位(缺省是32位，需要使能)。

(3) 检查LAWBAR和LAWAR寄存器，判断当前36位的物理地址是否属于PCI总线空间。在MPC8548中定义了一组LAWBAR和LAWAR寄存器对，每一对寄存器描述当前物理空间是与PCI总线、PCIe总线、DDR还是RapidIO空间对应。该组寄存器的详细说明见MPC8548 PowerQUICC III^? Integrated Host Processor Family Reference Manual。如果CPU访问的空间为PCI总线空间，则执行第(4)步，否则处理器将不会访问PCI地址空间。

(4) 判断当前36位物理地址是否在POWBARn寄存器1~4描述的窗口中，如果在则将36位的处理器物理地址通过寄存器POTARn和POTEARn转换为64位的PCI总线地址，然后HOST主桥将来自处理器的读写请求发送到PCI总线上；如果不在POWBARn寄存器1~4描述的窗口中，POWBAR0寄存器作为缺省窗口，接管这个存储器访问，并使用寄存器POTAR0和POTEAR0，将处理器物理地址转换为PCI总线地址，当然在正常设计中很少出现这种情况。

许多系统软件，将Outbound窗口两边的寄存器使用“直接相等”的方法进行映射，将存储器域的地址与PCI总线地址设为相同的值。但是系统软件程序员务必注意这个存储器地址与PCI总线地址是分属于存储器域与PCI总线域的，这两个值虽然相等，但是所代表的地址并不相同，一个属于存储器域，而另一个属于PCI总线域。

2.2.3 PCI总线域地址空间到存储器域地址空间的转换

MPC8548处理器使用Inbound寄存器组将PCI总线域地址转换为存储器域的地址。PCI设备进行DMA读写时，只有访问的地址在Inbound窗口中时，HOST主桥才能接收这些读写请求，并将其转发到存储器控制器。MPC8548处理器提供了3组Inbound寄存器，即提供3个Inbound寄存器窗口，实现PCI总线地址到存储器地址的反向映射。

从PCI设备的角度上看，PCI设备访问存储器域的地址空间时，首先需要通过Inbound窗口将PCI总线地址转换为存储器域的地址；而从处理器的角度上看，处理器必须要将存储器地址通过Inbound寄存器组反向映射为PCI总线地址空间，才能被PCI设备访问。

PCI设备只能使用PCI总线地址访问PCI总线域的地址空间。HOST主桥将这段地址空间通过Inbound窗口转换为存储器域的地址之后，PCI设备才能访问存储器域地址空间。这个地址转换过程如图2?5所示。

在介绍MPC8548处理器如何使用Inbound寄存器组进行PCI总线域地址空间到存储器域地址空间的转换之前，我们首先简要介绍Inbound寄存器组中的相应寄存器。该组寄存器的地址偏移、属性和复位值如表2?3所示。

表2?3 PCI/X ATMU Inbound寄存器组

Offset	寄存器名	属性	复位值
0x0_8DA0/C0/E0	PITARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8DA8/C8/E8	PIWBARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8DAC/CC	PIWBEARn	可读写	0x0000-0000
0x0_8DB0/D0/F0	PIWARn	可读写	0x0000-0000

值得注意的是，Inbound寄存器组除了可以进行PCI总线地址空间到存储器域地址空间的转换之外，还可以转换分属不同PCI总线域的地址空间，以支持PCI总线的Peer-to-Peer数据传送方式。

1 PITARn寄存器

PITARn寄存器保存当前Inbound窗口在存储器域中的36位地址空间的基地址，其地址窗口的大小至少为4KB，因此在该寄存器中仅存放存储器域地址的第0~23位，该寄存器的其主要字段如下所示。

TEA字段存放存储器地址空间的第0~3位。
TA字段存放存储器地址空间的第4~23位。

2 PIWBARn和PIWBEARn寄存器

PIWBARn和PIWBEARn寄存器保存当前Inbound窗口在PCI总线域中的64位地址空间的基地址的第63~12位，Inbound窗口使用的最小地址空间为4KB，因此在这两个寄存器中不含有PCI总线地址空间的第11~0位。这两个寄存器的主要字段如下所示。
PIWBARn寄存器的BEA字段存放PCI总线地址空间的第43~32位。
PIWBARn寄存器的BA字段存放PCI总线地址空间的第31~12位。
PIWBEARn寄存器的BEA字段存放PCI总线地址空间的第63~44位。

3 PIWARn寄存器

PIWARn寄存器描述当前Inbound窗口的属性，该寄存器由以下位和字段组成。

EN位，第0位。该位是Inbound窗口的使能位，为1表示当前Inbound寄存器组描述的存储器地址空间到PCI总线地址空间的映射关系有效；为0表示无效。
PF位，第2位。该位为1表示当前Inbound窗口描述的存储区域支持预读；为0表示不支持预读。
TGI字段，第8~11位。该字段为0b0010表示当前Inbound窗口描述的存储区域属于PCIe总线域地址空间；为0b1100表示当前Inbound窗口描述的存储区域属于RapidIO总线域地址空间。该字段对于OCeaN实现不同域间的报文转发非常重要，如果当前Inbound窗口的TGI字段为0b0010，此时PCI总线上的设备可以使用该Inbound窗口，通过OCeaN直接读取PCIe总线的地址空间，而不需要经过SoC平台总线。如果TGI字段为0b1111表示Inbound窗口描述的存储器区域属于主存储器地址空间，这也是最常用的方式。使用该字段可以实现HOST主桥的Peer-to-Peer数据传送方式。
RTT字段和WTT字段，分别为该寄存器的第12~15位和第16~19位。Inbound窗口的RTT/WTT字段的含义与Outbound窗口的RTT/WTT字段基本类似。只是在Inbound窗口中可以规定PCI设备访问主存储器时，是否需要进行Cache一致性操作(Cache Lock and Allocate)，在进行DMA写操作时，数据是否可以直接进入到Cache中。该字段是PowerPC处理器对PCI总线规范的有效补充，由于该字段的存在，PowerPC处理器的PCI设备可以将数据直接写入Cache，也可以视情况决定DMA操作是否需要进行Cache共享一致性操作。
IWS字段，第26~31位。该字段描述当前窗口的大小，Inbound窗口的大小在4KB~16GB之间，其值为2^IWS+1。

4 使用Inbound寄存器组进行DMA操作

PCI设备使用DMA操作访问主存储器空间，或者访问其他PCI总线域地址空间时，需要通过Inbound窗口，其步骤如下。

(1) PCI设备在访问主存储器空间时，将首先检查当前PCI总线地址是否在PIWBARn和PIWBEARn寄存器描述的窗口中。如果在这个窗口中，则将这个PCI总线地址通过PITARn寄存器转换为存储器域的地址或者其他PCI总线域的地址；如果不在将禁止本次访问。

(2) 如果PCI设备访问的是存储器地址空间，HOST主桥将来自PCI总线的读写请求发送到存储器空间，进行存储器读写操作，并根据Inbound寄存器组的RTT/WTT位决定是否需要进行Cache一致性操作，或者将数据直接写入到Cache中。

结合Outbound寄存器组，可以发现PCI总线地址空间与存储器地址空间是有一定联系的。如果存储器域地址空间被Inbound寄存器组反向映射到PCI空间，这个存储器地址具有两个地址，一个是在存储器域的地址，一个是在PCI总线域的地址；同理PCI总线空间的地址如果使用Outbound寄存器映射到寄存器地址空间，这个PCI总线地址也具有两个地址，一个是在PCI总线域的地址，一个是在存储器域的地址。

能够被处理器和PCI总线同时访问的地址空间，一定在PCI总线域和存储器域中都存在地址映射。再次强调，绝大多数操作系统将同一个空间的PCI总线域地址和存储器地址设为相同的值，但是这两个相同的值所代表的含义不同。

由此可以看出，如果MPC8548处理器的某段存储器区域没有在Inbound窗口中定义时，PCI设备将不能使用DMA机制访问这段存储器空间；同理如果PCI设备的空间不在Outbound窗口，HOST处理器也不能访问这段PCI地址空间。

在绝大多数PowerPC处理器系统中，PCI设备地址空间都在HOST主桥的Outbound窗口中建立了映射；而MPC8548处理器可以选择将哪些主存储器空间共享给PCI设备，从而对主存储器空间进行保护。

2.2.4 x86处理器的HOST主桥

x86处理器使用南北桥结构连接CPU和PCI设备。其中北桥(North Bridge)连接快速设备，如显卡、和内存条，并推出PCI总线，HOST主桥包含在北桥中。而南桥(South Bridge)连接慢速设备。x86处理器使用的南北桥结构如图2?6所示。

Intel使用南北桥概念统一PC架构。但是从体系结构的角度上看，南北桥架构并不重要，北桥中存放的主要部件不过是存储器控制器、显卡控制器和HOST主桥而已，而南桥存放的是一些慢速设备，如ISA总线和中断控制器等。

不同的处理器系统集成这些组成部件的方式并不相同，如PowerPC、MIPS和ARM处理器系统通常将CPU和主要外部设备都集成到一颗芯片中，组成一颗基于SoC架构的处理器系统。这些集成方式并不重要，每一个处理器系统都有其针对的应用领域，不同应用领域的需求对处理器系统的集成方式有较大的影响。Intel采用的南北桥架构针对x86处理器的应用领域而设计，并不能说采用这种结构一定比MPC8548处理器中即含有HOST-to-PCI主桥也含有HOST-to-PCIe主桥更为合理。

在许多嵌入式处理器系统中，即含有PCI设备也含有PCIe设备，为此MPC8548处理器同时提供了PCI总线和PCIe总线接口，在这个处理器系统中，PCI设备可以与PCI总线直接相连，而PCIe设备可以与PCIe总线直接相连，因此并不需要使用PCIe桥扩展PCI总线，从而在一定程度上简化了嵌入式系统的设计。

嵌入式系统所面对的应用千姿百态，进行芯片设计时所要考虑的因素相对较多，因而在某种程度上为设计带来了一些难度。而x86处理器系统所面对的应用领域针对个人PC和服务器，向前兼容和通用性显得更加重要。在多数情况下，一个通用处理器系统的设计难过专用处理器系统的设计，Intel为此付出了极大的代价。

在一些相对较老的北桥中，如Intel 440系列芯片组中包含了HOST主桥，从系统软件的角度上看HOST-to-PCI主桥实现的功能与HOST-to-PCIe主桥实现的功能相近。本节仅简单介绍Intel的HOST-to-PCI主桥如何产生PCI的配置周期，有关Intel HOST-to-PCIe主桥[9]的详细信息参见第5章。

x86处理器定义了两个I/O端口寄存器，分别为CONFIG_ADDRESS和CONFIG_DATA寄存器，其地址为0xCF8和0xCFC。x86处理器使用这两个I/O端口访问PCI设备的配置空间。PCI总线规范也以这个两个寄存器为例，说明处理器如何访问PCI设备的配置空间。其中CONFIG_ADDRESS寄存器存放PCI设备的ID号，而CONFIG_DATA寄存器存放进行配置读写的数据。

CONFIG_ADDRESS寄存器与PowerPC处理器中的CFG_ADDR寄存器的使用方法类似，而CONFIG_DATA寄存器与PowerPC处理器中的CFG_DATA寄存器的使用方法类似。CONFIG_ADDRESS寄存器的结构如图2?7所示。

CONFIG_ADDRESS寄存器的各个字段和位的说明如下所示，

Enable位，第31位。该位为1时，对CONFIG_DATA寄存器进行读写时将引发PCI总线的配置周期。
Bus Number字段，第23~16位，记录PCI设备的总线号。
Device Number字段，第15~11位，记录PCI设备的设备号。
Function Number字段，第10~8位，记录PCI设备的功能号。
Register Number字段，第7~2位，记录PCI设备的寄存器号。

当x86处理器对CONFIG_DATA寄存器进行I/O读写访问，且CONFIG_ADDR寄存器的Enable位为1时，HOST主桥将这个I/O读写访问转换为PCI配置读写总线事务，然后发送到PCI总线上，PCI总线根据保存在CONFIG_ADDR寄存器中的ID号，将PCI配置读写请求发送到指定PCI设备的指定配置寄存器中。

x86处理器使用小端地址模式，因此从CONFIG_DATA寄存器中读出的数据不需要进行模式转换，这点和PowerPC处理器不同，此外x86处理器的HOST主桥也实现了存储器域到PCI总线域的地址转换，但是这个概念在x86处理器中并不明晰。

本书将在第5章以HOST-to-PCIe主桥为例，详细介绍Intel处理器的存储器地址与PCI总线地址的转换关系，而在本节不对x86处理器的HOST主桥做进一步说明。x86处理器系统的升级速度较快，目前在x86的处理器体系结构中，已很难发现HOST主桥的身影。

目前Intel对南北桥架构进行了升级，其中北桥被升级为MCH(Memory Controller Hub)，而南桥被升级为ICH(I/O Controller Hub)。x86处理器系统在MCH中集成了存储器控制器、显卡芯片和HOST-to-PCIe主桥，并通过Hub Link与ICH相连；而在ICH中集成了一些相对低速总线接口，如AC’97、LPC(Low Pin Count)、IDE和USB总线，当然也包括一些低带宽的PCIe总线接口。

在Intel最新的Nehelem[10]处理器系统中，MCH被一份为二，存储器控制器和图形控制器已经与CPU内核集成在一个Die中，而MCH剩余的部分与ICH合并成为PCH(Peripheral Controller Hub)。但是从体系结构的角度上看，这些升级与整合并不重要。

目前Intel在Menlow[11]平台基础上，计划推出基于SoC架构的x86处理器，以进军手持设备市场。在基于SoC构架的x86处理器中将逐渐淡化Chipset的概念，其拓扑结构与典型的SoC处理器，如ARM和PowerPC处理器，较为类似。

[1] MPC8548也将FSB称为CCB(Core Complex Bus)。

[2] PowerPC处理器并没有公开其SoC平台总线的设计规范。ARM提出的AMBA总线是一条典型的SoC平台总线。

[3] RapidIO总线由Mercury Computer System和Motorola Semiconductor(目前的Freescale)共同提出，用于解决背板互连的一条外部总线。

[4] 在MPC8548处理器中，BASE_ADDR存放在CCSRBAR寄存器中。

[5] PCI设备使用的ROM空间可以是“可Cache”的地址空间。

[6] POTARn寄存器没有保存PCI总线的11~0位，因为Outbound窗口大小至少为4KB。

[7] MPC8548处理器的物理地址为36位。注意在PowerPC处理器中，第0位是地址的最高位。

[8] WBA字段并没有保存存储器域的第24~35位地址，因为Outbound窗口大小至少为4KB。

[9]这个HOST-to-PCIe主桥也是RC(Root Complex)的一部分。

[10] Nehelem处理器也被称为Core i7处理器。

[11] Menlow平台于2008年3月发布，其目标应用为MID(Mobile Internet Device)设备。Menlow平台基于低功耗处理器内核Atom。

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