pci設備與其它接口的設備(如i2c設備)最大的不同是存在內存地址空間和配置地址空間

首先區分一下IO空間和內存空間

cpu會訪問的設備一般有內存和外設寄存器，如下圖所示。x86架構采用獨立編址將內存操作與外設IO操作分開了才有了內存空間和IO空間的區分，x86平臺cpu內部對內存和外設寄存器訪問的指令也是不同的。arm等其他平臺都采用統一編址，不區分內存和外設的訪問。

IO空間：訪問外部設備寄存器的地址區域，x86平臺為64k

內存空間：訪問內存的地址空間，32位平臺為4G

pci設備的內存空間是怎么回事呢？

常見的設備都只提供寄存器供cpu訪問，對于低速外設這樣的模式是足夠的。但是對于需要大量、高速數據交互的外設就需要引入外設內存空間了。在網卡、顯卡這樣的pci高速外設中不僅有寄存器還有了一塊內存。

配置空間和IO空間不都是外設的寄存器嗎，它們有什么區別呢？

IO空間就和i2c設備的寄存器空間一樣，用來獲取外設狀態、配置外設。

配置空間是一段特殊的IO空間，它的作用是為外設內存空間、IO空間分配物理地址基地址，即配置BAR(Base Address Registers)。這里類似linux對虛擬地址的映射了，但現在分配的卻是物理地址。因為外設內部的內存地址都是從0開始編址的，當pci控制器接入多個pci設備時如何確保pci上的內存地址不混亂呢，這就是配置空間的一個作用，配置空間有固定的結構，在pci總線掃描設備時配置好BAR，這樣各個pci設備的內存空間和IO空間才可訪問，而不至于和其他設備物理地址沖突。

在pci總線之前的ISA總線是使用跳線帽來分配外設的物理地址的，每插入一個新設備都要改變跳線帽以分配物理地址，這是十分麻煩且易錯的，但這樣的方式似乎我們更容易理解。能夠分配自己總線上掛載設備的物理地址這也是PCI總線相較于I2C、SPI等低速總線一個最大的特色。

為什么只有pci設備可以有外設內存空間，i2c、usb等設備沒有？

說起外設上可以有設備專屬的內存時，指的都是pci設備。我們更為常用的i2c、usb、spi、uart設備怎么都沒有這樣的說法呢？

這是因為在cpu內部架構中會有系統總線和外設總線。系統總線一般是連接cpu與主存的，外設總線是cpu連接外部設備的。在有pci控制器的cpu架構中pci總線就取代了cpu內部的外設總線的位置，所有外設都是掛在不同層級的pci橋上的，再由pci轉成了usb、i2c、uart等接口。因此pci設備相當于直接連在cpu總線上了，這樣pci設備中就可以擁有cpu總線上的物理地址，和主存共享cpu的物理地址空間，當然就可以存在外設內存(相當于pci設備與其他外設的控制器在一個層級上)。i2c等外設只能通過i2c控制器間接的與cpu通信，pci設備擁有cpu的物理地址，可以直接與cpu對話。

可簡要理解為pci總線類似cpu內部總線的延伸，i2c、usb等都僅僅是純粹的外設總線，社會層級不同。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mpu 配置内存空间_PCIE的内存地址空间、I/O地址空间和配置地址空间的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。