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設備的總線標準。一般PCI裝置可分為以下兩種形式:
- 直接內建於主機板上的積體電路,在PCI規範中稱作「嵌入裝置」(planar device);或者
- 安裝在插槽上的擴充界面卡。
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PCI總線常見於現代的個人電腦中,並已取代了ISA和VESA局部總線,成為了標準擴充總線。PCI總線亦常見於其他電腦類型中。PCI總線最終將被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規範規定了該總線的物理尺寸(包括線寬)、電氣特性、總線時序和協議。該規範可從美國PCI-SIG協會購得。
常見的PCI卡包括網路卡、音效卡、數據機、電視調諧器和磁盤控制器等,另外還有USB和串列埠等端口。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性能。PCI顯示卡現在僅用在需要額外的外接顯示器或主板上沒有AGP和PCI Express槽的情況。
歷史
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/PCI-X_Ethernet.jpg/640px-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板插槽間的標準。
PCI標準被立即應用於服務器中,取代了先前的MCA及EISA,成為服務器擴展總線的不二選擇。在主流個人計算機中,PCI標準則緩慢地取代着VESA局部總線(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標準應用於486計算機中[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性能提升,包括66 MHz/3.3V標準,133 MHz PCI-X以及適應多種主板板型等。2004年,串行總線標準PCI Express面世後,主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,2015年Intel發表Intel 100系列主機板仍有PCI插槽,但是傳統的PCI總線將會慢慢地消失。
主要概念
PCI設備:符合 PCI 總線標準的設備就被稱為 PCI 設備,PCI 總線架構中可以包含多個 PCI 設備。
PCI總線:在系統中可以有多條,類似於樹狀結構進行擴展。每條 PCI 總線都可以連接多個PCI設備。通過橋實現上下級PCI總線互連。
PCI橋:連接 PCI 總線之間的紐帶。
PCI是個並行總線。在一個時鐘周期內32個bit(後擴展到64)同時被傳輸。地址和數據在一個時鐘周期內按照協議,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總線與PCI總線工作在各自的時鐘頻率中,彼此互不干擾。
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
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/PCI_Keying.svg/640px-PCI_Keying.svg.png)
常規PCI界面的升級版本和變體
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/14/64bitpci.jpg/320px-64bitpci.jpg)
- 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總線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[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,主要用於筆記型電腦的內部。
- Cardbus是32位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總線連接多個連接器的工業總線。
- 高級電訊計算體系(ATCA)是電訊工業下一代總線。
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議和不同的連接器的新型界面。PCI-E是PCI及其衍生的AGP接口的取代品。
PCI匯流排訊號
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
- 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
注釋
參見
外部連結
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