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  3. 阅读以下关于数据采集与处理系统的说明，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目，由刘工负责系统的方案设计，刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统，PCI设备1

阅读以下关于数据采集与处理系统的说明，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目，由刘工负责系统的方案设计，刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统，PCI设备1

admin2016-11-11  29
问题 阅读以下关于数据采集与处理系统的说明，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。
【说明】
    某公司承接了一个数据采集与处理系统的项目，由刘工负责系统的方案设计，刘工的设计方案如图4—1所示。该方案是基于PCI总线的多功能处理系统，PCI设备1是以太网，PCI设备2用于数据采集，PCI设备3、PCI设备4用于和该系统中的其他处理模块进行互联，LEGACY设备1、LEGACY设备2用于处理系统中一些慢速设备。

【问题1】
    在以下描述PCI总线的基本概念中，正确的表述有__________(1)、__________(2)、__________(3)、__________(4)、__________(5)、__________(6)。
    A．PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线
    B．PCI总线的基本传输机制是猝发式传送
    C．PCI设备一定是主设备
    D．PCI的物理地址与其他总线一样，是由内存地址空间和I／O地址组成
    E．PCI设备的地址译码不能对配置空间直接寻址
    F．PCI设备识别主要是对开发商代码和设备代码进行识别
    G访问配置空间时，PCI桥应提供IDSEL信号以选择PCI设备
    H．系统中只允许有一条PCI总线
    I．PCI总线是高速串行总线
    J．PCI总线有3种桥，即HOST／PCI桥，PCI／PCI桥，PCI／LEGACY桥
    K．PCI桥是可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间
选项
答案(1)～(6)：B、E、F、G、J、K
解析 本题考查嵌入式系统中计算机总线、存储、环形队列等相关知识。
    该方案是基于PCI总线的多功能处理系统。PCI(Peripheral Component Interconnect)总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。
    PCI总线是一种树型结构，并且独立于CPU，可以和CPU并行操作。PCI总线上可以挂接PCI设备和PCI桥片，一个PCI设备可以既：是主设备也是从设备，但是在同一个时刻，这个PCI设备或者为主设备或者为从设备。在PCI总线中有3类设备，PCI主设备、PCI从设备和桥设备。其中PCI从设备只能被动地接收来自HOST主桥，或者其他PCI设备的读写请求；而PCI主设备可以通过总线仲裁获得PCI总线的使用权，主动地向其他PCI设备或者主存储器发起存储器读写请求。而桥设备的主要作用是管理下游的PCI总线，并转发上下游总线之间的总线事务。PCI总线有3种桥，即HOST／PCI桥、PCI／PCI桥和PCI／LEGACY桥。
    PCI总线的地址总线与数据总线是分时复用的。这样做的好处是，一方面可以节省接插件的管脚数，另一方面便于实现猝发数据传输。在做数据传输时，由一个PCI设备做发起者(主控，Initiator或Master)，而另一个PCI设备做目标(从设备，Target或Slave)。总线上的所有时序的产生与控制，都由Master来发起。PCI总线在同一时刻只能供一对设备完成传输，这就要求有一个仲裁机构(Arbiter)，来决定谁有权力拿到总线的主控权。
    PCI总线有如下显著的特点：
    (1)高速性，PCI局部总线以33MHz的时钟频率操作，采用32位数据总线，数据传输速率可高达132MB／s，远超过以往各种总线。而早在1995年6月推出的PCI总线规范2．1已定义了64位、66MHz的PCI总线标准。因此PCI总线完全可为未来的计算机提供更高的数据传送率。另外，PCI总线的主设备(Master)可与计算机内存直接交数据，而不必经过计算机CPU中转，也提高了数据传送的效率。
    (2)即插即用性，PCI设备识别主要是对开发商代码和设备代码进行识别，PCI设备的硬件资源，则是由计算机根据其各自的要求统一分配，绝不会有任何的冲突问题。作为PCI板卡的设计者，不必关心计算机的哪些资源可用，哪些资源不可用，也不必关心板卡之间是否会有冲突。
    (3)可靠性，PCI独立于处理器的结构，形成一种独特的中间缓冲器设计方式，将中央处理器子系统与外围设备分开。这样用户可以随意增添外围设备，以扩充计算机系统而不必担心在不同时钟频率下会导致性能的下降。PCI总线增加了奇偶校验错(PERR)、系统错(SERR)、从设备结束(STOP)等控制信号及超时处理等可靠性措施，使数据传输的可靠性大为增加。
    (4)复杂性，PCI总线强大的功能大大增加了硬件设计和软件开发的实现难度。硬件上要采用大容量、高速度的CPLD或FPGA芯片来实现PCI总线复杂的功能。软件上则要根据所用的操作系统，用软件工具编制支持即插即用功能的设备驱动程序。
    (5)自动配置，PCI总线规范规定PCI设备可以自动配置。PCI定义了3种地址空间：存储器空间、输入／输出空间和配置空间，每个PCI设备中都有256字节的配置空间用来存放自动配置信息，在系统初始化时，通过idsel引脚片选决定PCI设备，自动根据读到的有关设备的信息，结合系统的实际情况为设备分配存储地址、中断和某些定时信息。
    (6)共享中断，PCI总线是采用低电平有效方式，多个中断可以共享一条中断线。
    (7)扩展性好，如果需要把许多设备连接到PCI总线上，而总线驱动能力不足时，可以采用多级PCI总线，这些总线上均可以并发工作，每个总线上均可挂接若干设备。因此PCI总线结构的扩展性是非常好的。
    (8)多路复用，在PCI总线中为了优化设计采用了地址线和数据线共用一组物理线路，即多路复用。PCI接插件尺寸小，又采用了多路复用技术，减少了元件和管脚个数，提高了效率。
    (9)严格规范，PCI总线对协议、时序、电气性能、机械性能等指标都有严格的规定，保证了PCI的可靠性和兼容性。由于PCI总线规范十分复杂，其接口的实现就有较高的技术难度。
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