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外设组件互连标准

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PCI
主板上的 32位元 PCI 扩充插槽
英文全名Peripheral Component Interconnect
中文全名外設互聯標準
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
带宽133 MB/s
類別并行
熱插拔選擇性
外置介面不支持

外设互联标准（或稱個人電腦介面，Personal Computer Interface），实际应用中简称为PCI（Peripheral Component Interconnect），是一种连接电子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：

  • 直接布放在主板上的集成电路，在 PCI 规范中称作“平面设备”（planar device）；或者
  • 安装在插槽上的扩展卡。

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，成为了标准扩展总线。PCI 总线亦常见于其他电子计算机类型中。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电子计算机中。

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、电视卡和磁盘控制器，还有USB和串口等端口。原本显卡通常也是PCI设备，但很快其带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

一张PCI-X的千兆以太网卡

PCI 标准的开发于1990年前后开始于英特尔公司。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，但是传统的PCI总线将会慢慢地消失。

中斷

PCI中斷的最大特點是可以共用。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#。

硬體規格

32位元和 64位元 PCI cards的差異

下列的規格是PCI 在一般電腦上的使用.

  • 33.33 MHz clock 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位元的記憶體位址 (4 gigabytes or 16 exabytes)
  • 32位元 I/O port 空間
  • 256-byte (每個裝置) 配置空間
  • 5-volt 訊息
  • en:reflected-wave switching

常规PCI界面的升级版本和变体

Power Mac G4中的64位 PCI扩充插槽
  • 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。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。
  • 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

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#).

實體插片

大尺寸

最早的大尺寸 PCI card 規劃了 107 mm (4.2 吋) 的高度與312 mm (12.283 吋)的深度.

半长延伸卡 (de-facto standard)

  • 寬: 0.6 吋 (15.24 mm)
  • 深: 6.9 吋 (175.26 mm)
  • 高: 4.2 吋 (106.68 mm)

Mini PCI

Mini PCI Wi-Fi card Type IIIB

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.

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, IDE–ATA, SATA controllers 以及 combination cards.

注釋

  1. ^ VLB was designed for 486-based systems, yet even the more generic PCI was to gain prominence on that platform.
  2. ^ AP-753 PCI Local Bus Specification Revision 2.1 vs. 2.0, Intel, 1997-03 

目前已知最新型的PCI介面顯示卡，是GeForce 9500 GT PCI（SPARKLE製）以及 ATI HD 4350 PCI（HIS製）和HIS HD 5450 PCI（HIS製）。

参见

外部连接

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