Поиск и инсталляция драйвера для неизвестного pci-устройства

Краткое введение в PCI и PCIe

В компьютерах обмен данными осуществляется через определенные каналы, известные как шина. Шина считается общей соединительной магистралью для обмена информацией между различными устройствами в ПК. Он состоит из проводов и используется для передачи данных от одной функциональной части компьютера к другой. И PCIe, и PCI являются шинами. Принцип работы обоих слотов одинаков. Однако в других аспектах вы знаете разницу между PCI и PCI Express.

Какова роль PCI в компьютере?

PCI — это аббревиатура от Peripheral Component Interconnect, локальной шины в вашей операционной системе. Так как же работает этот местный автобус? Расскажите подробнее об этом слоте. 

В 2000-2010 годах структура материнской платы была похожа на микросхему север-южного моста, основанную на PCI. Чип северного моста и процессор подключены через FBS (Передняя часть автобуса). Основная ответственность микросхемы северного моста — управление обменом данными между ЦП и другими высокоскоростными функциональными устройствами (картой памяти, AGP Графическая карта).

С другой стороны, микросхема южного моста связана с микросхемой северного моста через внутреннюю шину (например, Hub-Link). Напротив, микросхема южного моста используется для управления обменом данными между процессором и низкоскоростными функциональными устройствами, такими как клавиатура, дополнительная карта и жесткий диск.

Теперь, если у вас есть вопрос, где на компьютере находится PCI? Тогда позвольте нам сказать вам, что он расположен под микросхемой южного моста. Под чипом южного моста есть разные шины, такие как PCI, USB, SATA, LPC, или Low Pin Count и т. д. Шина LCP используется для связи других низкоскоростных устройств, таких как мышь, клавиатура, дискета, BIOS и т. д.

Какова роль PCI Express в ПК?

Для начала давайте посмотрим, что такое PCI Express? Он также обозначается как PCI-E / PCIe, что является новой версией AGP и PCI. Кроме того, это медленно происходит на шинах USB и SATA. В материнской плате PCIe чип северного моста напрямую связан с процессором.  

Аналогично этому к процессору также подключаются карты памяти и графические карты. Однако есть два важных момента, которые вы должны учитывать. Во-первых, связь между видеокартой и процессором осуществляется через шину PCI-E. Во-вторых, материнская плата поддерживает прямую связь между PCI-E SSD и CPU. PCI по сравнению с PCI Express отличается структурой и моделью.

Если у вас материнская плата Intel Z390, то ее набор микросхем (южный мост) напрямую подключен к процессору через шину DMI или Direct Media Interface 3.0. Эта версия шины использует шину PCI-E. Южный мост отвечает за распределение 24 линий PCI-E, которые используются для соединения USB-устройств, звуковых карт, жестких дисков, сетевых карт и т. Д. Это указывает на то, что PCI-E не является локальной шиной. Это сложная системная шина. 

Если вы думаете о SSD M.2 PCI-E, вы должны учитывать два следующих условия.

• Графическая карта компьютерной системы использует PCI-E 3.0 * 8 полос, а в оставшиеся два порта PCI-E необходимо вставить твердотельные накопители 2NMe. В такой ситуации существует прямая связь между SSDS и ЦП. Это позволяет каждому SSD получать исключительно пропускную способность 4 ГБ / с.  
• Графическая карта вашей компьютерной системы использует PCI-E 3.0 * 16 полос, а с другой стороны, M.2 PCI-E SSD разделяет 24 полосы PCH / ICHPCI-E с различными устройствами. Кроме того, он ограничивает скорость SSD с помощью DMI 3.0 (когда скорость DMI 3.0 * 4 равна скорости PCI-E 3.0 * 4). Это основная причина, по которой интерфейсы M.2, U.2 и Thunderbolt недостаточно эффективны, чтобы заменить полосу пропускания PCI-E * 4.

В большинстве случаев ваша система будет использовать второй вариант. Скорость PCI-E SSD выше по сравнению с другими твердотельными накопителями, такими как SATA, хотя он разделяет пропускную способность с разными устройствами. Кроме того, устройства на микросхеме южного моста не работают вместе, поэтому пропускной способности DMI 3.0 вполне достаточно.

Здесь мы рассмотрели прямое сравнение PCI и PCI Express с трех сторон. Читайте дальше, чтобы узнать о разнице между PCI и PCI Express. 

Версии

Ключ 3,3 В и 5 В 64-битных плат PCI (как PCI, так и PCI-X). В то время как большинство 64-битных карт PCI-X универсальны и обратно совместимы с обычными 32-битными слотами PCI 5 В, слоты PCI-X имеют напряжение 3,3 В и не поддерживают карты PCI только с напряжением 5 В.

Практически все карты или слоты PCI-X имеют 64-разрядную реализацию и различаются следующим образом:

• Открытки
  • 66 МГц (добавлено в ред. 1.0)
  • 100 МГц (реализуется адаптером 133 МГц на некоторых серверах)
  • 133 МГц (добавлено в ред. 1.0)
  • 266 МГц (добавлено в Rev. 2.0)
  • 533 МГц (добавлено в Rev.2.0)
• Слоты
  • 66 МГц (можно найти на старых серверах)
  • 133 МГц (наиболее часто встречается на современных серверах)
  • 266 МГц (редко, заменяется на PCI-e)
  • 533 МГц (редко, заменяется на PCI-e)

Характеристики

PCI-X является существенно доработанной версией параллельной шины Peripheral Components Interconnect (PCI). Она построена на классической шинной топологии и требует для подключения большое число дорожек/контактов. Как мы уже упоминали выше, доступная пропускная способность разделяется между всеми устройствами. В отличие от обычной PCI в вашем компьютере, имеющей ширину 32 бита, PCI-X является 64-битной шиной. В результате пропускная способность автоматически удваивается, равно как число дорожек/контактов и размеры слота. Но всё остальное, включая протоколы передачи, сигналы и типы разъёмов, обратно совместимо. То есть в слот PCI-X можно установить 32-битную карту PCI (3,3 В). Кроме того, многие 64-битные карты PCI-X могут работать в 32-битных слотах PCI, но, конечно, с заметно сниженной пропускной способностью.
Но даже такое расширение шины всё равно не обеспечивало достаточную пропускную способность для профессиональных контроллеров накопителей SCSI, iSCSI, Fibre Channel, 10-Гбит/с Ethernet, InfiniBand и прочего. Поэтому группа PCI-SIG (Special Interest Group) добавила в спецификацию несколько скоростных градаций, меняющихся от PCI-X 66 (Rev. 1.0b) до PCI-X 533 (Rev. 2.0).Чтобы обеспечить более высокую пропускную способность, были задействованы две технологии, с которыми вы наверняка уже знакомы по шинам памяти и FSB. PCI-X 266 опирается на технологию удвоенной передачи данных Double Data Rate, когда данные передаются на спаде и возрастании тактового импульса. PCI-X 533 заходит ещё дальше и использует учетверённую передачу данных (Quad Data Rate). Intel уже давно использует эту технологию для FSB процессоров Pentium 4 и Xeon.

Стандарты PCI-e передачи

PCI Express 1.0a

В 2003 году представили PCIe 1.0a со скоростью передачи данных 250 МБ / с и скоростью передачи 2,5 гигатрансфера в секунду (GT / s). Скорость передачи выражается в передачах в секунду, а не в битах в секунду, поскольку количество передач включает служебные биты, которые не обеспечивают дополнительной пропускной способности; PCIe 1.x использует схему кодирования 8b / 10b, что приводит к 20% (= 2/10) расходам на исходную полосу пропускания канала.

PCI Express 2.0

Объявили о PCI Express Base 2.0 в 2007 году. Стандарт PCIe 2.0 удваивает скорость передачи данных по сравнению с PCIe 1.0 до 5 ГТ / с, а пропускная способность на полосу увеличивается с 250 МБ / с до 500 МБ. / с. Следовательно, 32-полосный разъем PCIe (× 32) может поддерживать совокупную пропускную способность до 16 ГБ / с. Слоты материнской платы PCIe 2.0 полностью обратно совместимы с картами PCIe v1.x. Карты PCIe 2.0 также обычно обратно совместимы с материнскими платами PCIe 1.x, используя доступную пропускную способность PCI Express 1.1. В целом, графические карты или материнские платы, разработанные для версии 2.0, будут работать с другими версиями 1.1 или 1.0a. Как и 1.x, PCIe 2.0 использует схему кодирования 8b / 10b, поэтому обеспечивает эффективную максимальную скорость передачи 4 Гбит / с для каждой полосы по сравнению со скоростью исходных данных 5 ГТ / с.

PCI Express 2.1

PCI Express 2.1 вышла в 2009 году, она поддерживает большую часть систем управления, поддержки и устранения неполадок, которые запланированы для полной реализации в PCI Express 3.0. Однако скорость такая же, как у PCI Express 2.0. Увеличение мощности из слота нарушает обратную совместимость между картами PCI Express 2.1 и некоторыми старыми материнскими платами с 1.0 / 1.0a, но большинство материнских плат с разъемами PCI Express 1.1 поставляются с обновлением BIOS их производителями через служебные программы для поддержки обратной совместимости карт. с PCIe 2.1.

PCI Express 3.0

Спецификация PCI Express 3.0 стала доступна в конце 2010 года. Новые функции PCI Express 3.0 включают ряд оптимизаций для улучшенной передачи сигналов и целостности данных, включая выравнивание передатчика и приемника, усовершенствования системы ФАПЧ, восстановление тактовых данных и улучшения каналов для поддерживаемых в настоящее время топологии. PCI Express 3.0 обновляет схему кодирования до 128b / 130b по сравнению с предыдущей кодировкой 8b / 10b, уменьшая накладные расходы на полосу пропускания с 20% от PCI Express 2.0 примерно до 1,54% (= 2/130). Это достигается с помощью операции XOR известного двоичного полинома в качестве скремблера к потоку данных в топологии обратной связи. Скорость передачи данных PCI Express 3.0 8 ГТ / с эффективно обеспечивает 985 МБ / с на полосу, что почти вдвое увеличивает пропускную способность полосы пропускания по сравнению с PCI Express 2.0.

PCI Express 4.0

PCI Express 4.0 был анонсирован в 2017 году, обеспечивая скорость передачи данных 16 ГТ / с, что удваивает пропускную способность, обеспечиваемую PCI Express 3.0, при сохранении обратной и прямой совместимости как в программной поддержке, так и в используемом механическом интерфейсе. Спецификации PCI Express 4.0 также включают OCuLink-2, альтернативу разъему Thunderbolt. OCuLink версии 2 будет иметь скорость до 16 Гб / с (всего 8 ГБ / с для 4 полос), а максимальная пропускная способность разъема Thunderbolt 3 составляет 5 ГБ / с. Кроме того, необходимо изучить оптимизацию активной и неактивной мощности.

Что такое PCI Express и что он обозначает?

PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.

Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe? Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.

Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:

• PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
• PCIe x4: имеет 4 линии , 32 контакта и длину 39 мм
• PCIe x8: имеет 8 линий , 49 контактов и длину 56 мм
• PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм

Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M.2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.

Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, тем больше данных можно передать.

Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Какие версии PCI Express существуют, и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?

Сегодня используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно удвоенную пропускную способность предыдущего PCIe . Вот что предлагает каждый из них:

• PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ / с на линию
• PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ / с на линию
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
• PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на линию

Помните, что слоты PCIe могут предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.

Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ / с. Это результат умножения 1969 МБ / с на 16 (пропускная способность PCIe на линию * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI Express, если принять во внимание линии PCI Express:

В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время на компьютерном оборудовании потребительского уровня.

Характеристики шины

Перед тем как получим ответ на вопрос: «PCI-устройства: что это такое и где они используются?», рассмотрим характеристики данной шины. Свое победоносное шествие этот стандарт начал в 1991 году. Первым процессором, который мог с ним полноценно функционировать, был 80486. Чуть позже появились первые «Пентиумы», еще больше раскрывшие его потенциал. Физически за этой аббревиатурой скрывается группа разъемов, распаянных на материнской плате. За организацию их работы отвечает одна из микросхем, установленных на ней. Характеристики у PCI следующие:

• Разрядность — 32/64 бита.
• Частота работы — 33 или 66 МГц.
• Максимальная — 500 Мбайт/с (для 64 бит версии PCI 2.0).
• Напряжение питания — 3,3 В (для 32 бит) или 5 В (для 64 бит).

Еще один важный нюанс, который предопределил будущее этого стандарта. «Интел» сделала его «открытым». То есть каждый разработчик мог при желании разработать любую плату расширения, которая без проблем работала бы с этим стандартом.

Распиновка PCI-Express 8x

Логические уровни и типы линий

Активным уровнем для некоторых линий является высокий (логическая единица), для других — низкий (логический нуль). Названия линий, чей активный уровень — низкий, оканчиваются символом #. Например, устройство, желающее захватить управление шиной, выдаёт на свою линию GNT# низкий уровень; когда же устройству управление шиной не требуется, оно поддерживает на линии высокий уровень.

С точки зрения электроники в шине PCI используются следующие типы линий:

IN — обычный вход (input). Устройство через такую линию получает сигналы извне, но само ничего не выдаёт;

OUT — обычный выход (totem pole output). Устройство использует такие линии только для выдачи сигналов;

TS — вход-выход с тремя состояниями (tri-state). Когда такая линия используется как выход, устройство устанавливает на ней нужный логический уровень (0 или 1). Когда линия не используется или применяется как вход, устройство переводит выходной буфер этой линии в состояние высокого импеданса (Z); в такой ситуации состояние линии будет определяться значениями, выдаваемыми на неё другими устройствами. В каждый момент времени лишь одно устройство из подключённых к такой линии может использовать её как выход. Если ни одно из устройств не использует эту линию как выход, на ней устанавливается неопределённое состояние;

STS — выход или вход-выход с тремя состояниями и подтягиванием линии к высокому уровню (sustained tri-state). Активным уровнем на таких линиях всегда является низкий. В каждый момент времени лишь одно устройство может использовать такую линию как выход. Когда ни одного активного устройства нет, за счёт подтягивающего резистора (он является частью «центрального ресурса») на линии устанавливается высокий (неактивный) уровень. Когда устройство, использующее линию как выход, хочет освободить её, одно должно как минимум на один такт шины выставить на ней высокий уровень и лишь затем может переводить свой выходной буфер в состояние Z (это обеспечивает гарантированную подтяжку линии к высокому уровню). Устройство, которое будет использовать линию как выход, должно выдавать на неё 0 или 1 не раньше, чем через один такт после того, как предыдущий владелец линии перевёл свой буфер в состояние Z;

OD — выход с открытым стоком (коллектором; open drain). Активным уровнем на такой линии также всегда является низкий. В отличие от линий типов TS и STS, линии с открытым стоком используются как выходные одновременно несколькими устройствами. «Центральный ресурс» включает в свой состав резистор, подтягивающий линию к высокому уровню. Благодаря этому линия выполняет функцию «проводного ИЛИ» (wired-OR): на ней устанавливается активный (низкий) уровень, если хотя бы одно из устройств выдаёт на линию 0; если же все устройства поддерживают неактивный (высокий) уровень, на линии будет присутствовать 1.

Технические характеристики

С технической точки зрения такое устройство имеет три составные части:

• Шину для подключения самих периферийных устройств;
• Кабели, по которым осуществляется скоростное двунаправленное соединение;
• Шину для подключения всего устройства непосредственно к карте памяти.

Выше было написано об исключительной важности пропускной способности устройства для его нормального функционирования. Что же такое пропускная способность? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо понимать принцип действия такого переходника

Что же такое пропускная способность? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо понимать принцип действия такого переходника.

Он способен осуществлять одновременное двунаправленное (от карты к периферии и от периферии к карте) соединение оборудования.

При этом передача данных может происходить как по одной, так и по нескольким линиям.

Чем больше таких линий, тем стабильнее работает устройство, тем выше его пропускная способность и тем более быстродейственным будет периферийное оборудование.

Важно! В зависимости от количества линий устройство может иметь различные конфигурации: х1, х2, х4, х8,х12, х16, х32. Цифра указывает непосредственно на количество полос для двусторонней одновременной передачи информации

Каждая из таких полос состоит из двух пар проводов (для передачи в двух направлениях).

Как видно из описания, эта конфигурация значительно влияет на стоимость устройства.

Но какое прикладное значение она имеет, действительно ли есть смысл тратиться дополнительно при покупке устройства?

Это напрямую зависит от того, сколько периферических устройств вы планируете подключить к материнской плате – чем их больше, тем более высокая пропускная способность необходима устройству для поддержания стабильной работы компьютера.

Шифрование

При такой системе передачи информации используется специфическая система защиты ее от искажений и потерь.

Этот метод защиты получил обозначение 8В/10В.

Смысл в том, что для передачи 8 бит необходимой информации должны быть использованы дополнительные 2 служебных бита для осуществления безопасности и защиты от искажений.

При работе такого адаптера, на компьютер постоянно передается 20% служебной информации, не несущей никакой нагрузки и пользователю не нужной. Но именно она, хотя и нагружает (впрочем, совсем незначительно) оперативную память, обеспечивает стабильность работы шины и периферийных устройств.

Что такое Соответствие PCI?

Компании, выпускающие стандартам безопасности PCI и управляются им .

Ключевые моменты

• Компании, которые следуют и соблюдают стандарты безопасности данных индустрии платежных карт (PCI DSS), считаются соответствующими PCI.
• Совет по стандартам безопасности PCI отвечает за разработку стандарта PCI DSS.
• PCI DSS содержит 12 ключевых требований, 78 базовых требований и 400 процедур тестирования, чтобы убедиться, что организации соответствуют требованиям PCI.
• Соответствие стандарту PCI снижает вероятность утечки данных, защищает данные держателей карт, позволяет избежать штрафов и улучшает репутацию бренда.
• Соблюдение требований PCI не требуется по закону, но считается обязательным в судебном порядке.

Уровни PCIe

Если уж мы сравниваем PCIe с сетевым протоколом, то, наверное, должны быть тут и уровни, или слои? Ну там физический, канальный… В общем то да, тут их 4, которые давайте кратко рассмотрим.

Application Layer

Нижний уровень, на котором формируется пакет данных с заголовком (Header+Data) для передачи от одного устройства к другому. По сути, программный слой, задача которого только подготовить информацию к передаче на следующий уровень.

В случае приема из полученного пакета извлекаются присланные данные, которые затем используются пользователем (приложением) по назначению.

Transaction Layer

При отправке данных полученный блок информации с заголовком (Header+Data) дополняется кодом проверки ECRC (End to End Cyclic Redundancy Check). При приеме этот код может быть сравнен с контрольным вычисленным значением для подтверждения того, что блок данных поступил без искажений.

Data Link Layer

На этом уровне формируется уникальный двухбайтовый номер (Sequence Number) пакета, который может понадобиться при неуспешной отправке данных. Затем к нему добавляется информация, полученная от Transaction Layer (Header+Data+ECRC), и добавляется код LCRC (Local Cyclic Redundancy Check), используемый для проверки целостности данных от предыдущего уровня.

При приеме производится проверка кода LCRC, и если ошибок нет, то источнику передается сигнал ACK (ACKnowledge) об успешной передаче. Если же обнаружена проблема, то посылается сигнал NAK (Not AcKnowledge), означающий, что пакет с данным номером (Sequence Number) должен быть передан заново.

Physical Layer (физический уровень)

Последний уровень осуществляет согласование условий приема необработанных пакетов (PLP — Physical Layer Packets), то есть определение ширины полосы и ее частоты для связи с другим устройством.

Во время передачи данных информация, поступившая с предыдущего уровня (Header+Data+ECRC+LCRC), предваряется стартовым байтом, который, по сути, информирует получателей о начале блока данных. Аналогично, по окончании передается еще один байт, информирующий о конце передачи блока информации.

При приеме данные начальный и конечный байты позволяют определить блок данных.

Содержимое пакетов уровня транзакций

Рисунок 3 — Пример запроса на запись в память длиной в 1 DWРисунок 4 — Пример запроса на чтение из памяти длиной в 1 DWРисунок 5 — Пример успешного ответа на чтениеРисунок 6— Пример ответа о неподдерживаемом запросеРисунок 7 — Пример заголовка запроса на запись 128 байтТаблица 4 — Перечень сокращений для полей заголовков

• унаследованные прерывания (Legacy Interrupts или INT);
• прерывания в виде сообщений (Message Signaled Interrupts или MSI);
• расширенные прерывания в виде сообщения (Message Signaled Interrupts Extended или MSI-X).

Рисунок 8 — Таблица векторов прерываний MSI-XРисунок 9 — Таблица флагов ожидающих прерываний