3.2PCIE的路由从PCI说起

    看好多资料或书，无不首先介绍PCI，然再介绍PCIE，对于连PCI都不懂的我来说又急于了解PCIE，确实有些费劲。慢慢了解了PCIE才发现，这也是不得不做的一件事。PCI到PCIE的升级，主要是物理实现方式的升级，其次是伴随物理链路升级而产生的实现方式的优化。接下来会有4篇文章简单的介绍下PCI的拓扑结构和配置机制，方便我们了解PCIE的一些内容。

    PCI是因特尔91年提出的一种基于并行总线的硬件架构实现方案。这在那时候确实是比较好的方案，但随着工艺的不断进步，高速串行数据传输越来越牛，PCI自然也要发展，就有了 PCI Express，也就是PCIE。硬件升级了，但软件是基于PCI架构实现的，也推到重来？那不能够，这样玩其它适配厂家该不干了，所以只能去兼容，然后再发展的过程中一点一点的迭代，比如PCI的ID路由方式，再更新几个版本估计就不会支持了，但不是现在。

    这就导致有些方案对PCIE来说是没必要，但确实存在，就需要我们基于PCI来理解，要不然一头雾水。所以这一节的，简单的介绍下PCI相关的内容，当然，也是粗浅的。

    如下图是摘自《PCI Express Technology》的一个关于PCI结构图，由North Bridge、PCI总线、South Bridge、PCI设备构成，其中North Bridge和South Bridge也就是北桥和南桥，定义方式就是我们看地图的上北下南的方式。北桥用来管理整个PCI相关的设备，形成与CPU、内存的统一接口，一般北桥也会挂一些高性能设备，例如显卡。南桥的话负责较慢速的设备，例如鼠标键盘啥的。

    不过随着技术的发展，尤其到了PCIE阶段，这个区分已经模糊了。而且这只是X86架构的实现方式，其它架构则不这样设计了。还有一种更便于过渡到了解PCIE的结构描述方式，即将PCI整体结构拆分为HOST主桥、PCI桥和PCI设备。如下图所示，北桥实现了HOST主桥的功能并不限于此。HOST主桥是一个PCI结构树的起点和大脑，一个CPU可以包含多个HOST主桥，每个主桥都是一个独立的树。PCI桥的作用是开枝散叶，能够扩展连接更多的PCI设备。PCI设备也称为PCI Agent，就是最终实现的功能。

    PCI是并行总线，每个PCI桥意味着扩展出了一条新的PCI总线，PCI总线是一条共享总线，上面可以挂很多PCI设备，但挂多了负载太大，一般最多也就五六个，而通过PCI桥的扩展就是成倍数的扩展。PCI总线上的这些设备由与总线有相同的连接信号，包括地址/数据信号、控制信号、仲裁信号等组成，这个也是PCI协议规范里面明确的，类似下面这样子。

    根据上面的描述，大致也清楚了PCI结构，host是首领，PCI桥是传达室，PCI设备是干活的。这就类似于PCIE的RC、switch和EP这一套。

    此时需要思考一个问题，host主桥是如何知道有多少个PCI桥有多少个PCI设备的？下文我们来讲