外设组件互连标准
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| 英文全名 | Peripheral Component Interconnect |
|---|---|
| 中文全名 | 外设组件互连标准 |
| 发明日期 | 1993年7月 |
| 发明者 | Intel |
| 替代接口 | PCI-Express |
| 替代日期 | 2004年 |
| 阔度 | 32/64 bits |
| 最多连接 | 1 |
| 带宽 | 133 MB/s（32位总线及33MHz总线频率的标准配置） 266MB/s（32位总线及66MHz总线频率，或者64位总线及33MHz总线频率） 533MB/s（64位总线及66MHz总线频率） |
| 类别 | 并行 |
| 热插拔 | 选择性 |
| 外置接口 | 不支持 |
外设组件互连标准（Peripheral Component Interconnect），或称个人电脑接口（Personal Computer Interface），实际应用中简称为PCI，是一种连接电脑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：
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，成为了标准扩展总线。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卡包括网卡、声卡、调制解调器、电视调谐器和磁盘控制器等，另外还有USB和串列端口等端口。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享。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PCI规格一般用于个人电脑。工作站、服务器可能支持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总线宽度
- 32或64位的存储器地址（4 gigabytes or 16 exabytes）
- 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[2]
- PCI-X稍稍的改变协议并增加了资料传输速率到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，扩展可规划空间至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，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及其派生的AGP接口的取代品。
PCI总线信号
[编辑]PCI总线transactions被控制于5个主要的控制消息（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 Wi-Fi card Type IIIB
- 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。
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接口显卡，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）
| 一般 | |
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| 标准 |
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