PCI bus用於計算機平台領域已將近十年，以PCI總線為架構設計的計算機係統也已運用於許多應用領域，但是主流個人計算機內的PCI架構似乎並沒有辦法直接滿足工業用計算機的需求。工業計算機的典型運用比如計算機語音整合（CTI）, 常常需要在一個係統內插入超過十張PCI 的語音卡
，而一般個人計算機上可提供的PCI擴充槽僅有四槽。為了能在計算機平台上增加這些擴充槽，PCI-SIG協會就發展出一個PCI橋接器的公開規範，讓世人遵循
，而工業計算機界所屬的規範製定者PICMG協會也為PCI bus及PCI橋(qiao)接(jie)器(qi)的(de)運(yun)用(yong)製(zhi)定(ding)了(le)一(yi)些(xie)規(gui)範(fan)
，成(cheng)為(wei)公(gong)開(kai)標(biao)準(zhun)，其(qi)中(zhong)有(you)些(xie)談(tan)及(ji)單(dan)板(ban)計(ji)算(suan)機(ji)上(shang)設(she)計(ji)的(de)標(biao)準(zhun)，也(ye)有(you)些(xie)談(tan)到(dao)背(bei)板(ban)設(she)計(ji)的(de)規(gui)範(fan)。除(chu)了(le)單(dan)板(ban)計(ji)算(suan)機(ji)及(ji)背(bei)板(ban)設(she)計(ji)上(shang)需(xu)特(te)別(bie)規(gui)範(fan)外(wai)，若(ruo)將(jiang)橋(qiao)接(jie)器(qi)應(ying)用(yong)到(dao)CompactPCI的單板計算機上，實際應用還有一些特別的不同
，單板計算機上的橋接器將區分成『透明橋』以及『不透明橋』。到底單板計算機及背板的橋接器設計要注意些什麼？『透明橋』以及『不透明橋』又是怎麼一回事呢
？當您要運用PCI橋接器來開發應用時，關鍵的考慮因素為何

？本文希望能加以探討。</P><P> 引言<BR> 為(wei)了(le)符(fu)合(he)應(ying)用(yong)上(shang)的(de)需(xu)求(qiu)
，在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)總(zong)是(shi)會(hui)不(bu)斷(duan)的(de)更(geng)新(xin)調(tiao)整(zheng)，產(chan)品(pin)設(she)計(ji)者(zhe)及(ji)製(zhi)造(zao)商(shang)必(bi)須(xu)跟(gen)上(shang)腳(jiao)步(bu)及(ji)時(shi)做(zuo)設(she)計(ji)變(bian)更(geng)。傳(chuan)統(tong)的(de)工(gong)業(ye)計(ji)算(suan)機(ji)主(zhu)要(yao)組(zu)成(cheng)含(han)單(dan)板(ban)計(ji)算(suan)機(ji)及(ji)背(bei)板(ban)
，二(er)者(zhe)之(zhi)間(jian)的(de)結(jie)合(he)靠(kao)的(de)是(shi)PCI/ISA金手指及其插槽，早期的4U 上架式機箱中，所采用的背板大都是4槽PCI及8~12槽的ISA，主要的擴充是背板上的ISA插槽，在總線主流地位由ISA轉移到PCI後，多槽數PCI背板的需求應運而生，於是PCI橋接器開始出現在背板上。另一方麵

，電信用的歐規卡原先架構在VME Bus上，後來在PCI 總線轉為流行之後，歐規卡上VME bus 也漸漸被PCI取代掉，催生了CompactPCI的架構。歐規卡架構常有多槽數需求，因此也促使CompactPCI單板計算機以及背板的設計需要將PCI橋接器考慮進去。諸多單板計算機的應用區分為Host CPU Card及Peripheral CPU Card，這兩種應用都需要PCI 橋接器將CPU Card連接上背板上的PCI總線
，不同的地方隻是CPU Card插在係統槽作為Host CPU Card或是插在外圍槽作為Peripheral CPU Card，這兩種應用所需的橋接器是不同的，分別為『透明橋』以及『不透明橋』。</P><P> 以下將針對橋接器在單板計算機
、背板
、compactPCI上的應用作深入探討，特別是在compactPCI的設計上，同時也會介紹一下PCI橋接器之技術發展趨勢。</P><P> <BR> PCI橋接器在傳統工業計算機上的應用</P><P> 請參考圖一，傳統工業計算機可拆解為單板計算機及背板兩大部分。背板必須依據PICMG1.0的規範來設計，圖中可以看見有2顆PCI橋接器芯片在10槽的背板上，若依據原不含PCI橋接器的規範來看，CPU卡需要提供以下幾組信號來實現背板上的四個擴充槽(PCI Bus0)：<BR> 1. REQ(3,2,1,0)# <BR> 2. GNT(3,2,1,0)#<BR> 3. Slot(1,2,3,4)的Clock分別接CLK(A,B,C,D)<BR> 4. Slot(1,2,3,4)的IDSEL分別接AD(31,30,29,28)<BR> 5. 中斷信號INT(A,B,C,D) 繞行方式依據PCI 規範來連接
，有一固定的繞行規則</P><P> 若要再進一步增加擴充槽，則橋接器可依據PCI Bridge的規範
，將二顆橋接器芯片分別放在Slot3及Slot4的位置
，分別擴充8個PCI槽(PCI Bus1,2)，使背板上的PCI槽數達到18槽,擴充槽位的REQ#,GNT#及CLK信號由橋接器提供，中斷信號INT(A,B,C,D)則需依據PCI橋接器規範來連接，使得PCI Bus0, 1, 2可以共享INT(A,B,C,D)四個中斷信號。<BR> 圖一：4U機箱
、PICMG單板計算機及18槽PCI背板<BR> 用單板計算機上PCI橋接器來擴充Compact PCI背板上的槽數</P><P> CompactPCI規範PICMG2.0將CompactPCI的slot數目限製在小於等於8槽
，這是在PCI-33Mhz下經模擬及實際驗證的結果。為了設計這8槽
，CompactPCI的單板計算機上需要使用PCI橋接器，並將擴充的PCI總線信號經由單板計算機上的J1, J2連接到背板上的P1, P2, 再分配到各個擴充槽去，如圖二所示。在 CompactPCI背板上，除係統槽外，另外七槽的信號必須依照以下規則設計： 1. REQ(6,5,4,3,2,1,0)# <BR> 2. GNT(6,5,4,3,2,1,0)#<BR> 3. Slot(1,2,3,4,5,6,7)的Clock分別接CLK(A,B,C,D,E,F,G)<BR> 4. Slot(1,2,3,4,5,6,7)的IDSEL分別接AD(31,30,29,28,27,26,25)<BR> 5. 中斷信號INT(A,B,C,D)的繞行方式依據PCI橋接器的規範來連接，有一固定的繞行規則<BR> 圖二：3U,6U單板計算機及8槽背板</P><P> 若是要擴充到15槽
，則須遵循PICMG2.7的雙係統規範來設計，單板計算機上需設計兩個PCI橋接器才行，概念上可以方塊圖示意，如圖三。而在背板的設計上則須將第一個橋接器擴充的BusA經由P1, P2擴充1-7槽；同時將第二個橋接器擴充的BusB經由P4, P5擴充9-15槽，如圖四。<BR> 圖三：6U單板計算機
，雙橋接器設計<BR> 圖四：6U 15槽，雙係統背板<BR> 用托盤式橋接方式來擴充Compact PCI背板上的槽數</P><P> 前一段我們采用CPU卡上的橋接器來擴充背板上的插槽，但是有時候礙於主板麵積或是J4, J5有(you)其(qi)它(ta)的(de)用(yong)途(tu)
，不(bu)得(de)不(bu)將(jiang)另(ling)一(yi)顆(ke)橋(qiao)接(jie)器(qi)安(an)置(zhi)於(yu)背(bei)板(ban)上(shang)

，但(dan)事(shi)與(yu)願(yuan)違(wei)，很(hen)不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)背(bei)板(ban)並(bing)沒(mei)有(you)多(duo)餘(yu)的(de)空(kong)間(jian)放(fang)置(zhi)橋(qiao)接(jie)器(qi)，在(zai)設(she)計(ji)上(shang)並(bing)沒(mei)有(you)如(ru)圖(tu)一(yi)中(zhong)傳(chuan)統(tong)背(bei)板(ban)那(na)樣(yang)簡(jian)單(dan)。此(ci)時(shi)有(you)一(yi)個(ge)不(bu)錯(cuo)的(de)做(zuo)法(fa)
，就(jiu)是(shi)將(jiang)橋(qiao)接(jie)器(qi)作(zuo)成(cheng)子(zi)板(ban)，由(you)背(bei)板(ban)背(bei)麵(mian)將(jiang)Primary bus端連接1-7槽中的一槽，再將橋接器子板上的Secondary Bus連接至欲擴充的7槽去，如圖五，這樣的應用方法較常出現在3U的係統中
，主要是因為3U的係統並沒有J4, J5可使用
，6U係統則較常采用圖四的做法。</P><P> 托盤式橋接法</P><P> PCI透明橋
、非透明橋在CompactPCI單板計算機上的應用</P><P> 在傳統的應用上


，CompactPCI單板計算機就像一般計算機一樣，被用作主控端主機 (Host Computer)，但是在許多特殊應用中，常常希望能夠有一種CompactPCI卡，它屬於外圍卡但是卻擁有CPU卡般的運算能力，為了達到此目的

，於是誕生了PCI非透明橋，PCI非透明橋雖然仍舊將不同的CPU卡用PCI Bus連接起來

，但是它會將背板上的PCI Bus與CPU外圍卡上PCI bus做適當的阻隔。</P><P> 結論</P><P> PCI橋接器雖然很少在一般個人計算機上被采用，但在工業計算機領域的應用卻極為重要，就像文中所提的

，傳統工業計算機背板
、主板，CompactPCI係統的背板

、主板等設計，都或多或少會牽扯到PCI橋接器的應用，僅以此篇短文用最淺顯的方式介紹給大家，希望對有興趣的人能有一點幫助。</P><P>