外設組件互連標準

外部連結（Peripheral Component Interconnect）標準，或稱個人計算機接口（Personal Computer Interface），實際套用中簡稱為PCI，是一種連線計算機主機板和外部設備的匯流排標準。一般PCI設備可分為以下兩種形式：直接內置於主機板上的積體電路，在PCI規範中稱作“嵌入設備”（planar device）；或者安裝在插槽上的擴充界面卡。

基本介紹

  • 中文名：外設組件互連標準
  • 外文名：Conventional PCI
  • 領域：計算機接口
簡介,歷史,中斷,硬體規格,常規PCI界面的升級版本和變體,PCI Express,PCI匯流排信號,PCI實體板卡尺寸,Full-Height,Mini PCI,參見,

簡介

外部連結（Peripheral Component Interconnect）標準，或稱個人計算機接口（Personal Computer Interface），實際套用中簡稱為PCI，是一種連線計算機主機板和外部設備的匯流排標準。一般PCI設備可分為以下兩種形式：
  • 直接內置於主機板上的積體電路，在PCI規範中稱作“嵌入設備”（planar device）；或者
  • 安裝在插槽上的擴充界面卡。
PCI bus常見於現代的個人計算機中，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計算機類型中。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計算機中。
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卡包括網卡、音效卡、數據機（數據機）、電視卡和硬碟控制器等，另外還有USB和串列連線埠等連線埠。原本顯示卡通常也是PCI設備，但很快其頻寬已不足以支持顯示卡的性能。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

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，這個標準第一次創建了連線器與主機板插槽間的標準。
PCI標準被立即套用於伺服器中，取代了先前的MCA及EISA，成為伺服器擴展匯流排的不二選擇。在主流個人計算機中，PCI標準則緩慢地取代著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徹底退出了個人計算機市場，製造廠商甚至將PCI標準套用於486計算機中。EISA標準則與PCI標準共存使用至2000年。蘋果計算機在1995年中期將PCI標準套用於專業產品Power Macintosh計算機中（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LCPDS）。
後續版本的PCI標準不斷加入了新的功能與性能提升，包括66MHz/3.3V標準，133MHzPCI-X以及適應多種主機板板型等。2004年，串列匯流排標準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接口。雖然這兩種接口還會同時並存，但是傳統的PCI匯流排將會慢慢地消失，直到2015年Intel發表Intel 100系列主機板仍有PCI插槽。

中斷

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#。

硬體規格

下列的規格是PCI在一般計算機上的使用。
  • 33.33MHz時鐘的同步傳輸
  • 最大傳輸133MB/s（133megabytes per second）for 32-bit bus width（33.33MHz×32bits ÷ 8bits/byte = 133MB/s）
  • 32-bit匯流排寬度
  • 32或64位的存儲器地址（4gigabytes or 16exabytes）
  • 32位I/O port空間
  • 256-byte（每個設備）配置空間
  • 5-volt訊息
  • 反射波切換

常規PCI界面的升級版本和變體

  • PCI 2.2允許66MHz的信號傳輸（需要在3.3伏特的信號，傳輸速率峰值為533MB每秒）。
  • PCI 2.3允許使用3.3伏特和通用標識符，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伏特的設備的支持。這時又加入了transaction latency限制的規格
  • PCI-X稍稍的改變協定並增加了數據傳輸速率到133MHz（傳輸速率峰值為1066MB/s）。
  • PCI-X 2.0指定了266MHz（傳輸速率峰值為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伏特的電壓信號。
  • 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素，主要用於筆記本電腦的內部。
  • Cardbus是32位33MHz的PCI，是PCMCIA的要素。
  • 緊湊型PCI，usesEurocard-sized modules plugged into a PCIbackplane。
  • PC/104-Plus是一種利用PCI匯流排連線多個連線器的工業匯流排。
  • 高級電訊計算體系（ATCA）是電訊工業下一代匯流排。

PCI Express

主條目：PCI Express
PCI Express，即PCI-E（舊稱3GIO/Arapaho），是一種利用PCI的規劃概念，利用一系列物理層協定和不同的連線器的新型界面。PCI-E是PCI及其派生的AGP接口的取代品。

PCI匯流排信號

PCI匯流排transactions被控制於5個主要的控制訊息（control signals），有2個是通過initiator of a transaction（FRAME# and IRDY#），有3個是通過target（DEVSEL#, TRDY#, and STOP#）。

PCI實體板卡尺寸

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, 33MHz匯流排電力（3.3V only; 5V is limited to 100mA）還支持有bus mastering與DMA。
目前已有大量Mini PCI設備如Wi-Fi, Fast Ethernet,Bluetooth, modems (often Winmodems),音效卡, cryptographic accelerators,SCSI,PATA, SATA controllers以及combination cards。

參見

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