外设组件互连标准
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英文全名 | Peripheral Component Interconnect |
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中文全名 | 周边元件互连标准 |
发明日期 | 1993年7月 |
发明者 | Intel |
替代介面 | PCI-Express |
替代日期 | 2004年 |
阔度 | 32/64 bits |
最多连接 | 1 |
带宽 | 133 MB/s(32位元总线及33MHz总线频率的标准配置) 266MB/s(32位元总线及66MHz总线频率,或者64位元总线及33MHz总线频率) 533MB/s(64位元总线及66MHz总线频率) |
类别 | 并行 |
热插拔 | 选择性 |
外置介面 | 不支持 |
周边元件互连标准(Peripheral Component Interconnect),或称个人电脑介面(Personal Computer Interface),实际应用中简称为PCI,是一种连接电脑主机板和外部设备的总线标准。一般PCI装置可分为以下两种形式:
PCI总线常见于现代的个人电脑中,并已取代了ISA和VESA局部总线,成为了标准扩充总线。PCI总线亦常见于其他电脑类型中。PCI总线最终将被PCI Express和其他更先进的技术取代,这些技术现在已经被用于最新款的电脑中。
PCI规范规定了该总线的物理尺寸(包括线宽)、电气特性、总线时序和协议。该规范可从美国PCI-SIG协会购得。
常见的PCI卡包括网路卡、音效卡、数据机、电视调谐器和磁盘控制器等,另外还有USB和串列埠等端口。原本显示卡通常也是PCI装置,但很快其频宽已不足以支援显示卡的性能。PCI显示卡现在仅用在需要额外的外接显示器或主板上没有AGP和PCI Express槽的情况。
历史
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/PCI-X_Ethernet.jpg/200px-PCI-X_Ethernet.jpg)
PCI标准的开发于1990年前后开始于英特尔。1992年6月22日,英特尔发表PCI 1.0标准,该标准仅限于组件级规范。1993年4月30日,PCI-SIG发表了PCI 2.0标准,这个标准第一次建立了连接器与主板插槽间的标准。
PCI标准被立即应用于服务器中,取代了先前的MCA及EISA,成为服务器扩展总线的不二选择。在主流个人计算机中,PCI标准则缓慢地取代着VESA局部总线(VLB);直至1994年后期第二代奔腾PC推出后,该标准方得以实现具有重要意义的市场突破。1996年,VLB彻底退出了个人计算机市场,制造厂商甚至将PCI标准应用于486计算机中[1]。EISA标准则与PCI标准共存使用至2000年。苹果电脑在1995年中期将PCI标准应用于专业产品Power Macintosh电脑中(而取代了NuBus),而消费者产品Macintosh Performa则于1996年中期完成了换代(取代了LC PDS)。
后续版本的PCI标准不断加入了新的功能与性能提升,包括66 MHz/3.3V标准,133 MHz PCI-X以及适应多种主板板型等。2004年,串行总线标准PCI Express面世后,主板制造商逐渐减少了传统PCI插槽,而引入PCI Express接口。虽然这两种接口还会同时并存,2015年Intel发表Intel 100系列主机板仍有PCI插槽,但是传统的PCI总线将会慢慢地消失。
主要概念
[编辑]PCI设备:符合 PCI 总线标准的设备就被称为 PCI 设备,PCI 总线架构中可以包含多个 PCI 设备。
PCI总线:在系统中可以有多条,类似于树状结构进行扩展。每条 PCI 总线都可以连接多个PCI设备。通过桥实现上下级PCI总线互连。
PCI桥:连接 PCI 总线之间的纽带。
PCI是个并行总线。在一个时钟周期内32个bit(后扩展到64)同时被传输。地址和数据在一个时钟周期内按照协议,分别一次被传输。PCI地址空间与处理器地址空间隔离。在Host bridge中含有许多缓冲,这些缓冲使得处理器总线与PCI总线工作在各自的时钟频率中,彼此互不干扰。
中断
[编辑]PCI中断的最大特点是可以共用。PCI bus有四条中断线,所有PCI device共同使用这4条线向系统申请中断。共有4种 PCI中断,分别为INTA#、INTB#、INTC#和INTD#。
硬体规格
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/PCI_Keying.svg/400px-PCI_Keying.svg.png)
下列的PCI规格一般用于个人电脑。工作站、伺服器可能支援64-Bit规格的PCI。
- 33.33 MHz 时钟的同步传输
- 最大传输133 MB/s(133 megabytes per second)for 32-bit bus width(33.33 MHz×32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s)
- 32-bit汇流排宽度
- 32或64位元的记忆体位址(4 gigabytes or 16 exabytes)
- 32位元I/O port空间
- 256-byte(每个装置)配置空间
- 5-volt讯息
- 反射波切换
常规PCI界面的升级版本和变体
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/14/64bitpci.jpg/200px-64bitpci.jpg)
- PCI 2.2允许66MHz的信号传输(需要在3.3伏特的信号,传输速率峰值为533MB每秒)。
- PCI 2.3允许使用3.3伏特和通用标识符,但在5伏特的情况下不能使用。
- PCI 3.0是PCI总线的最后一个官方版本,彻底取消了对使用5伏特的设备的支持。这时又加入了transaction latency限制的规格[2]
- PCI-X稍稍的改变协定并增加了资料传输速率到133MHz(尖峰传输速率为1066MB/s)。
- PCI-X 2.0指定了266MHz(尖峰传输速率为2133 MB/s)和533MHz速率,扩充可规划空间至4096 bytes,增加了16-bit的可变汇流排并且允许1.5伏特的电压讯号。
- 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素,主要用于笔记型电脑的内部。
- Cardbus是32位33MHz的PCI,是PCMCIA的要素。
- 紧凑型PCI,uses Eurocard-sized modules plugged into a PCI backplane。
- PC/104-Plus是一种利用PCI总线连接多个连接器的工业总线。
- 高级电讯计算体系(ATCA)是电讯工业下一代总线。
PCI Express
[编辑]PCI Express,即PCI-E(旧称3GIO/Arapaho),是一种利用PCI的规划概念,利用一系列物理层协议和不同的连接器的新型界面。PCI-E是PCI及其衍生的AGP接口的取代品。
PCI汇流排讯号
[编辑]PCI汇流排transactions被控制于5个主要的控制讯息(control signals),有2个是透过initiator of a transaction(FRAME# and IRDY#),有3个是透过target(DEVSEL#, TRDY#, and STOP#)。
PCI实体板卡尺寸
[编辑]- Full-Height
- 高度107mm(4.2")x深度312mm(12.283")。
- Half-Length(De Facto Standard)
- 高度107mm(4.2")x深度175.26mm(6.9")。
- Low-Profile(又称Half-Height或Slim)
- 高度64.41mm(2.536"),深度119.91mm(4.721")~ 167.64mm(6.6")。
- Low-Profile的档板(Bracket)标准尺寸:79.2mm(3.118")。
- Mini PCI
Mini PCI是在PCI 2.2版时加入laptops;使用32位元, 33 MHz汇流排电力(3.3 V only; 5 V is limited to 100 mA)还支援有bus mastering与DMA。Mini PCI Wi-Fi card Type IIIB
- 目前已有大量Mini PCI装置如Wi-Fi, Fast Ethernet, Bluetooth, modems (often Winmodems), 音效卡, cryptographic accelerators, SCSI, PATA, SATA controllers以及combination cards。
注释
[编辑]- ^ VLB was designed for 486-based systems, yet even the more generic PCI was to gain prominence on that platform.
- ^ AP-753 PCI Local Bus Specification Revision 2.1 vs. 2.0, Intel, 1997-03 [2010-04-02], (原始内容存档于2010-01-08)
目前已知最新型的PCI介面显示卡,是GeForce GT 610 PCI(SPARKLE制)以及ATI HD 4350 PCI(HIS制)和HIS HD 5450 PCI(HIS制)。
参见
[编辑]外部链接
[编辑]- PCI Special Interest Group(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- PCI Configuration Space(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Linux with miniPCI cards
- PCI bus pinout and signals(页面存档备份,存于互联网档案馆)
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