周邊元件互連標準
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英文全名 | Peripheral Component Interconnect |
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中文全名 | 周邊元件互連標準 |
發明日期 | 1993年7月 |
發明者 | Intel |
替代介面 | PCI-Express |
替代日期 | 2004年 |
闊度 | 32/64 bits |
最多連接 | 1 |
頻寬 | 133 MB/s(32位元總線及33MHz總線頻率的標準組態) 266MB/s(32位元總線及66MHz總線頻率,或者64位元總線及33MHz總線頻率) 533MB/s(64位元總線及66MHz總線頻率) |
類別 | 並列 |
熱插拔 | 選擇性 |
外置介面 | 不支援 |
周邊元件互連標準(Peripheral Component Interconnect),或稱個人電腦介面(Personal Computer Interface),實際應用中簡稱為PCI,是一種連接電腦主機板和外部裝置的匯流排標準。一般PCI裝置可分為以下兩種形式:
PCI匯流排常見於現代的個人電腦中,並已取代了ISA和VESA局部匯流排,成為了標準擴充匯流排。PCI匯流排亦常見於其他電腦類型中。PCI匯流排最終將被PCI Express和其他更先進的技術取代,這些技術現在已經被用於最新款的電腦中。
PCI規範規定了該匯流排的物理尺寸(包括線寬)、電氣特性、匯流排時序和協定。該規範可從美國PCI-SIG協會購得。
常見的PCI卡包括網絡卡、音效卡、數據機、電視調諧器和磁碟控制器等,另外還有USB和串列埠等埠。原本顯示卡通常也是PCI裝置,但很快其頻寬已不足以支援顯示卡的效能。PCI顯示卡現在僅用在需要額外的外接顯示器或主機板上沒有AGP和PCI Express槽的情況。
歷史
[編輯]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/PCI-X_Ethernet.jpg/200px-PCI-X_Ethernet.jpg)
PCI標準的開發於1990年前後開始於英特爾。1992年6月22日,英特爾發表PCI 1.0標準,該標準僅限於組件級規範。1993年4月30日,PCI-SIG發表了PCI 2.0標準,這個標準第一次建立了連接器與主機板插槽間的標準。
PCI標準被立即應用於伺服器中,取代了先前的MCA及EISA,成為伺服器擴充匯流排的不二選擇。在主流個人電腦中,PCI標準則緩慢地取代着VESA局部匯流排(VLB);直至1994年後期第二代奔騰PC推出後,該標準方得以實現具有重要意義的市場突破。1996年,VLB徹底退出了個人電腦市場,製造廠商甚至將PCI標準應用於486電腦中[1]。EISA標準則與PCI標準共存使用至2000年。蘋果電腦在1995年中期將PCI標準應用於專業產品Power Macintosh電腦中(而取代了NuBus),而消費者產品Macintosh Performa則於1996年中期完成了換代(取代了LC PDS)。
後續版本的PCI標準不斷加入了新的功能與效能提升,包括66 MHz/3.3V標準,133 MHz PCI-X以及適應多種主機板板型等。2004年,串行匯流排標準PCI Express面世後,主機板製造商逐漸減少了傳統PCI插槽,而引入PCI Express介面。雖然這兩種介面還會同時並存,2015年Intel發表Intel 100系列主機板仍有PCI插槽,但是傳統的PCI匯流排將會慢慢地消失。
主要概念
[編輯]PCI裝置:符合 PCI 匯流排標準的裝置就被稱為 PCI 裝置,PCI 匯流排架構中可以包含多個 PCI 裝置。
PCI匯流排:在系統中可以有多條,類似於樹狀結構進行擴充。每條 PCI 匯流排都可以連接多個PCI裝置。通過橋實現上下級PCI匯流排互連。
PCI橋接器:連接 PCI 匯流排之間的紐帶。
PCI是個並列匯流排。在一個時鐘周期內32個bit(後擴充到64)同時被傳輸。地址和數據在一個時鐘周期內按照協定,分別一次被傳輸。PCI地址空間與處理器地址空間隔離。在Host bridge中含有許多緩衝,這些緩衝使得處理器匯流排與PCI匯流排工作在各自的時鐘頻率中,彼此互不干擾。
中斷
[編輯]PCI中斷的最大特點是可以共用。PCI bus有四條中斷線,所有PCI device共同使用這4條線向系統申請中斷。共有4種 PCI中斷,分別為INTA#、INTB#、INTC#和INTD#。
硬件規格
[編輯]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/PCI_Keying.svg/400px-PCI_Keying.svg.png)
下列的PCI規格一般用於個人電腦。工作站、伺服器可能支援64-Bit規格的PCI。
- 33.33 MHz 時鐘的同步傳輸
- 最大傳輸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匯流排寬度
- 32或64位元的記憶體地址(4 gigabytes or 16 exabytes)
- 32位元I/O port空間
- 256-byte(每個裝置)組態空間
- 5-volt訊息
- 反射波切換
常規PCI介面的升級版本和變體
[編輯]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/14/64bitpci.jpg/200px-64bitpci.jpg)
- PCI 2.2允許66MHz的訊號傳輸(需要在3.3伏特的訊號,尖峰傳輸速率為533MB每秒)。
- PCI 2.3允許使用3.3伏特和通用識別碼,但在5伏特的情況下不能使用。
- PCI 3.0是PCI匯流排的最後一個官方版本,徹底取消了對使用5伏特的裝置的支援。這時又加入了transaction latency限制的規格[2]
- PCI-X稍稍的改變協定並增加了資料傳輸速率到133MHz(尖峰傳輸速率為1066MB/s)。
- PCI-X 2.0指定了266MHz(尖峰傳輸速率為2133 MB/s)和533MHz速率,擴充可規劃空間至4096 bytes,增加了16-bit的可變匯流排並且允許1.5伏特的電壓訊號。
- 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素,主要用於手提電腦的內部。
- Cardbus是32位元33MHz的PCI,是PCMCIA的要素。
- 緊湊型PCI,uses Eurocard-sized modules plugged into a PCI backplane。
- PC/104-Plus是一種利用PCI匯流排連接多個連接器的工業匯流排。
- 進階電訊計算體系(ATCA)是電訊工業下一代匯流排。
PCI Express
[編輯]PCI Express,即PCI-E(舊稱3GIO/Arapaho),是一種利用PCI的規劃概念,利用一系列實體層協定和不同的連接器的新型介面。PCI-E是PCI及其衍生的AGP介面的取代品。
PCI匯流排訊號
[編輯]PCI匯流排transactions被控制於5個主要的控制訊息(control signals),有2個是透過initiator of a transaction(FRAME# and IRDY#),有3個是透過target(DEVSEL#, TRDY#, and STOP#)。
PCI實體板卡尺寸
[編輯]- 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(又稱Half-Height或Slim)
- 高度64.41mm(2.536"),深度119.91mm(4.721")~ 167.64mm(6.6")。
- Low-Profile的檔板(Bracket)標準尺寸:79.2mm(3.118")。
- Mini PCI
Mini PCI是在PCI 2.2版時加入laptops;使用32位元, 33 MHz匯流排電力(3.3 V only; 5 V is limited to 100 mA)還支援有bus mastering與DMA。Mini PCI Wi-Fi card Type IIIB
- 目前已有大量Mini PCI裝置如Wi-Fi, Fast Ethernet, Bluetooth, modems (often Winmodems), 音效卡, cryptographic accelerators, SCSI, PATA, SATA controllers以及combination cards。
註釋
[編輯]- ^ 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], (原始內容存檔於2010-01-08)
目前已知最新型的PCI介面顯示卡,是GeForce GT 610 PCI(SPARKLE製)以及ATI HD 4350 PCI(HIS製)和HIS HD 5450 PCI(HIS製)。
參見
[編輯]外部連結
[編輯]- PCI Special Interest Group(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- PCI Configuration Space(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
- Linux with miniPCI cards
- PCI bus pinout and signals(頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)
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