外设组件互连标准 编辑

外部链接(Peripheral Component Interconnect)标准,或称个人计算机接口(Personal Computer Interface),实际应用中简称为PCI,是一种连接计算机主板和外部设备的总线标准。一般PCI设备可分为以下两种形式:直接内置于主板上的集成电路,在PCI规范中称作“嵌入设备”(planar device);或者安装在插槽上的扩充界面卡。

简介

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外部链接(Peripheral Component Interconnect)标准,或称个人计算机接口(Personal Computer Interface),实际应用中简称为PCI,是一种连接计算机主板和外部设备的总线标准。一般PCI设备可分为以下两种形式:

  • 直接内置于主板上的集成电路,在PCI规范中称作“嵌入设备”(planar device);或者

  • 安装在插槽上的扩充界面卡。

    PCI bus常见于现代的个人计算机中,并已取代了ISA和VESA局部总线,成为了标准扩充总线。PCI总线亦常见于其他计算机类型中。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计算机中。

    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卡包括网卡、声卡、调制解调器(调制解调器)、电视卡和硬盘控制器等,另外还有USB和串行端口等端口。原本显卡通常也是PCI设备,但很快其频宽已不足以支持显卡的性能。PCI显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

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    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,这个标准第一次创建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。EISA标准则与PCI标准共存使用至2000年。苹果计算机在1995年中期将PCI标准应用于专业产品Power Macintosh计算机中(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LCPDS)。

    后续版本的PCI标准不断加入了新的功能与性能提升,包括66MHz/3.3V标准,133MHzPCI-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,但是传统的PCI总线将会慢慢地消失,直到2015年Intel发表Intel 100系列主板仍有PCI插槽。

    中断

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    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#。

    硬件规格

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    下列的规格是PCI在一般计算机上的使用。

  • 33.33MHz时钟的同步传输

  • 最大传输133MB/s(133megabytes per second)for 32-bit bus width(33.33MHz×32bits ÷ 8bits/byte = 133MB/s)

  • 32-bit总线宽度

  • 32或64位的存储器地址(4gigabytes or 16exabytes)

  • 32位I/O port空间

  • 256-byte(每个设备)配置空间

  • 5-volt消息

  • 反射波切换

  • 常规PCI界面的升级版本和变体

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  • 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

  • PCI-X稍稍的改变协议并增加了数据传输速率到133MHz(传输速率峰值为1066MB/s)。

  • PCI-X 2.0指定了266MHz(传输速率峰值为2133 MB/s)和533MHz速率,扩充可规划空间至4096 bytes,增加了16-bit的可变总线并且允许1.5伏特的电压信号。

  • 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素,主要用于笔记本电脑的内部。

  • Cardbus是32位33MHz的PCI,是PCMCIA的要素。

  • 紧凑型PCI,usesEurocard-sized modules plugged into a PCIbackplane。

  • 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

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    主条目:PCI Express

    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及其派生的AGP接口的取代品。

    PCI总线信号

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    PCI总线transactions被控制于5个主要的控制消息(control signals),有2个是通过initiator of a transaction(FRAME# and IRDY#),有3个是通过target(DEVSEL#, TRDY#, and STOP#)。

    PCI实体板卡尺寸

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    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, 33MHz总线电力(3.3V only; 5V is limited to 100mA)还支持有bus mastering与DMA。

    目前已有大量Mini PCI设备如Wi-Fi, Fast Ethernet,Bluetooth, modems (often Winmodems),声卡, cryptographic accelerators,SCSI,PATA, SATA controllers以及combination cards。

    参见

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  • ISA

  • EISA

  • MCA

  • NuBus

  • VLB

  • AGP

  • PCI Express(PCI-E)

  • 计算机设备带宽列表

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