一、PCI总线概述

总线是一种传输信号的信道；总线是连接一个或多个导体的电气连线。总线由电气接口和编程接口组成。

PCI是peripheral component interconnect（外围设备互联）的简称，是在桌面及更大型的计算机上普遍使用的外设总线。

PCI总线具有三个非常显著的优点：

1、在计算机和外设间传输数据时具有更好的性能

2、能够尽量独立于具体的平台

3、可以方便地实现即插即用

从结构上看，PCI总线是一种不依附于某个具体处理器的局部总线，它是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。

系统的各个部分通过PCI总线和PCI-PCI桥连接在一起。CPU和RAM通过PCI桥连接到PCI总线0（即主PCI总线），而具有PCI接口的显卡直接连接到主PCI总线上。PCI-PCI桥是一个特殊的PCI设备，它负责将PCI总线0和PCI总线1连接在一起。图中连接到PCI1号总线上的是SCSI卡和以太网卡。为了兼容旧的ISA总线标准，PCI总线还可以通过PCI-PCI桥来连接ISA总线，从而支持以前的ISA设备，图中ISA总线上连接着一个多功能I/O控制器，用于控制键盘、鼠标和软驱等。

PCI设备寻址

每个PCI设备由一个总线号、一个设备号、和一个功能号确定。PCI规范允许一个系统最多拥有256条总线，每条总线最多带32个设备，但每个设备可以是最多8个功能的多功能板（如一个音频设备带一个CD-ROM驱动器）。

/proc/iomem描述了系统中所有的设备I/O在内存地址空间上的映射。我们来看地址从1G开始的第一个设备在/proc/iomem中是如果描述的：

40000000-400003ff：0000:00:1f.1

这是一个PCI设备，40000000-400003ff是它所映射的内存空间地址，占据了内存地址空间1024bytes的位置，而0000:00:1f.1则是这个PCI外设的地址，它以冒号和逗号分隔为4个部分，第一个16位表示域，第二个8位表示一个总线号，第三个5位表示一个设备号，最后是3位，表示功能号。

因为PCI规范允许单个系统拥有最多256条总线，所以总线编号是8位。每个总线上可支持32个设备，所以设备号是5位，而每个设备上最多可有8种功能，所以功能号是3位。由此可以得出上述的PCI设备的地址是0号总线上的31号设备上的1号功能。

PCI寻址描述后的结构

配置寄存器：每个PCI设备都有一组固定格式的寄存器，即配置寄存器，配置寄存器由Linux内核中的PCI初始化代码与驱动程序共同使用。内核在启动时负责对配置寄存器进行初始化，包括设置中断号以及I/O基址等。

配置寄存器：

配置空间：

00H--01H Vendor ID 制造商标识

02H--03H Device ID 设备标识

04H--05H Command 命令寄存器

06H--07H Status状态寄存器

08H Revision ID 版本识别号寄存器

09H--0bH Class Code 分类代码寄存器

0cH Cache Line Size CACHE行长度寄存器

0dH Latency Timer 主设备延迟时间寄存器

0eH Header Type 头标类型寄存器

0fH Bulit-in-teset Register 自测试寄存器

10H--13H Base Address Register 0 基地址寄存器0

14H--17H Base Address Register 1基地址寄存器1

18H--1bH Base Address Register 2 基地址寄存器2

1cH--19H Base Address Register 3 基地址寄存器3

20H--23H Base Address Register 4 基地址寄存器4

24H--27H Base Address Register 5 基地址寄存器 5

28H--2bH Cardbus CIS Pointer 设备总线CIS指针寄存器

2cH--2dH Subsystem Vendor ID 子设备制造商标识

2eH--2fH Subsystem Device ID 子设备标识

30H--33H Expasion ROM Base Address扩展ROM基地址

34H--3bH —————保留

3cH Interrupt Line 中断线寄存器

3dH Interrupt Pin 中断引脚寄存器

3eH Min_Gnt 最小授权寄存器

3fH Max_Lat 最大延迟寄存器

配置空间

厂商标识（vendor id）

用来标识PCI设备生产厂家的数值。Intel的厂商标识为0x8086，全球厂商标识由PCI special interest group来分配的。

设备标识（Device id）

用来标识设备的数值。Digital 21141快速以太设备的设备标识为0x0009

基地址寄存器（base address registers）记录此设备使用的I/O与内存空间的位置

中断连线（interrupt Line）：记录此设备使用的中断号

中断引脚（interrupt Pin）：记录此PCI设备使用的引脚号（A,B,C,D）

二、PCI驱动程序设计

三、终端控制台体系

四、串口驱动程序设计