3.3. Доступ к шине и управление задержками

Мультимедийные устройства предъявляют к производительности шины некоторые строгие требования. Время ожидания доступа - это время между запросом шины и началом передачи данных - является, возможно, наиболее критическим параметром, так как от него сильно зависит размер буфера на плате. На задержку оказывают влияние два фактора: арбитраж и продолжительность занятия шины. Спецификация PCI уже предусматривает ограничения по занятию шины путем программирования оптимальной длины пакета, но при этом вставка состояний ожидания не контролируется полностью.

Причина потенциально длинных задержек доступа должна быть определенным образом связана с подключением стандартной системной шины расширения (например, ISA, EISA, MicroChannel) через шину PCI. Данные шины поддерживают адаптеры, которые могут генерировать большое время задержки доступа. Например, наряду с тем, что при идентификации ISA - плат не возникает проблем, спецификация ISA разрешает коллективный доступ к медленным устройствам, создавая для ISA возможность захвата шины PCI приблизительно на 10 мкс. Кроме того, обращения по чтению могут быть отсрочены при необходимости сброса содержимого необработанных записываемых буферов из PCI - чипов, чтобы можно было разрешить завершение чтения. Следовательно, правильная комбинация и относительная синхронизация времени задержки для наихудшего случая могут теоретически позволить уменьшить время задержки доступа к PCI до 30 мкс, как это описано в спецификации PCI.

Следует заметить, что данные примеры осуществления доступа особо не влияют на время задержки для мультимедийных устройств, так как: a) в наихудшем случае обращения ISA связаны с микросхемами EEPROM байтовой организации, к которым обычно во время выполнения никто не обращается, и b) большинство видеоданных записывается, а не считывается. Тем не менее, данный случай не может быть исключен полностью, и, следовательно, желаемое время доступа к видеоданным в 3 мкс или меньше может быть принято с очень высокой статистической вероятностью, но при этом его нельзя гарантировать на шине PCI. Даже когда время задержки приводит к появлению гонок, визуальный эффект значительно уменьшается из-за модели адресации PCI (см. раздел 3.1.3. для выяснения подробностей). Если понятие «статистического времени задержки», описанное здесь, неудовлетворительно, то необходимо использовать подход со вторичной шиной, что обеспечивает «гарантируемое время задержки». За подробностями относительно производительности мультимедийных устройств обращайтесь к разделу 4.0.

3.3.1. Рекомендации по использованию шины

Для управления временем задержки в данном разделе описываются некоторые ограничения на правила протокола PCI, которые настоятельно рекомендуются для мультимедийных устройств, включая «почти мультимедийные» графические контроллеры. Эти ограничения представляют собой просто уплотнение двух параметров PCI, которые имеют дело с разрешенными состояниями ожидания, что также рекомендуется для достижения целей при проектировании мультимедийных устройств. Цель этих рекомендаций состоит в том, чтобы обеспечить достоверную величину времени задержки при обращении к шине, чтобы не возникал наихудший случай при синхронизации шины ISA, EISA или MicroChannel5 . Весьма вероятно, что при разработке видеоустройств для PCI проектировщики уже твердо придерживаются этих рекомендаций.

5 Приведенное в нынешней PCI - спецификации время задержки обращения в «наихудшем случае» базируется на случае «самого плохого поведения» шин ISA, EISA и MicroChannel, присоединенных к PCI. Эти вычисления основаны

Управление состояниями ожидания на шине PCI

Единственной проблемой в вопросе малых задержек при доступа к PCI является способность устройств создавать состояния ожидания на шине, на которой простоев просто не бывает. Настоящие правила вводятся для того, чтобы можно было адресовать стандартные шины расширения и самую медленную из возможных реализаций PCI. В следующей таблице приводятся параметры, соответствующие состоянию ожидания, как в рамках текущей спецификации, так и в рамках рекомендаций по мультимедиа.

Примечания:

1.Данный параметр является максимальным количеством состояний ожидания, разрешенных в интервале между адресом и первой фазой данных, и применяется только для обращений по записи. Обращения по чтению в этом случае осуществляются очень редко, поэтому они должны включать среднее время доступа, которое не может быть реально представлено в данном параметре.

2.Когда данный параметр не указывается, спецификация PCI требует, чтобы передача завершалась агентом, иначе данные были бы потеряны.

3.Это минимальный размер пакета, который должны поддерживать мультимедийные устройства без вставки состояний ожидания. Данный параметр требуется при большой пропускной способности и наличии видеоустройств при номинальных условиях. Это означает, что устройство не обязано обеспечивать большой внутренний буфер, но при этом оно может полагаться на тот факт, что при номинальных условиях данный параметр может использоваться при непосредственном доступе к локальной памяти (например, буферу кадров). Изготовитель устройства должен подробно рассмотреть как часть спецификации те случаи, когда это условие не будет выполняться, а также приблизительно представить приемлемые оценки их частоты или вероятности. Так как регенерация экрана, вероятно, будет являться основной причиной, по которой может быть остановлен входной поток данных, то вероятность этого события зависит от типа используемой памяти и конфигурации буфера кадров.

Цели проектирования мультимедиа

В следующей таблице приводятся некоторые основополагающие цели проектирования мультимедийных PCI - устройств. Для устройств управления шиной следует разработать внутреннюю буферизацию для минимизации очереди, основанной на предположениях относительно времени задержки арбитража шины .

на ограничениях спецификацией этих шин, хотя приемлемый поиск не дает никаких реальных примеров адаптеров, которые могут создавать подобные временные значения.