PCI总线基本概念与历史
阅读原文时间:2023年07月09日阅读:2

PCI总线历史

这里必须说下 PCI-SIG,1991 年下半年,Intel 公司,并联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC 等100 多家公司成立了PCI 集团
  并且Intel公司首先提出了PCI总线的概念,后由PCISIG (PCI Special Interest Group)整理后,于1993年推出了PC局部总线标准——PCI总线.
  pci-sig该组织成员,可以通过 https://pcisig.com/membership/member-companies查询

pci-express整个发展历程的历史顺序就是

 

1981

1987

1988

1992

1997

1998

2003

isa

 

 

 

 

 

 

mca

 

 

 

 

 

 

eisa

 

 

 

 

 

 

vlb/pci

 

 

 

 

 

 

agp

 

 

 

 

 

 

pci-x

 

 

 

 

 

 

pci-e(PCI EXPRESS)

 

 

 

 

 

 

PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写,它曾经是个人电脑中使用最为广泛的接口,
几乎所有的主板产品上都带有这种PCI插槽。目前该总线已经逐渐被PCI Express总线所取代

PCISIG官方 https://pcisig.com/

PCI总线

PCI即Peripheral Component Interconnect,中文意思是“外围器件互联”,是由PCISIG (PCI Special Interest Group)推出的一种局部并行总线标准。PCI总线是由ISA(Industy Standard Architecture)总线发展而来的,是一种同步的独立于处理器的32位或64位局部总线。从结构上看,PCI是在cpu的供应商和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。

从1992年创立规范到如今,PCI总线已成为了计算机的一种标准总线,广泛用于当前高档微机、工作站,以及便携式微机。主要用于连接显示卡、网卡、声卡. 它曾经是个人电脑中使用最为广泛的接口,几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。目前该总线已经逐渐被PCI Express总线所取代。

(注:ISA并行总线有8位和16位两种模式,时钟频率为8MHz,工作频率为33MHz/66MHz。)

PCI总线是一种树型结构,并且独立于CPU总线,可以和CPU总线并行操作。PCI总线上可以挂接PCI设备和PCI桥片,PCI总线上只允许有一个PCI主设备(同一时刻),其他的均为PCI 从设备,而且读写操作只能在主从设备之间进行,从设备之间的数据交换需要通过主设备中转。

PCI是一套整体的系统解决方案,较其它只为加速图形或视频操作的局部总线优越。PCI局部总线采用32位或64位数据总线,以33MHz或66MHz的时钟频率操作,  

可支持多组外围部件及附加卡。在33MHz情况下,其数据传送率高达132MB/s;在66MHz情况下,其数据传送率翻倍。另外,它支持线性突发的数据传输模式,可确保总线不断满载数据。
外围设备一般会由内存某个地址顺序接收数据,这意味着可以由一个地址起读写大量数据,然后每次只需将地址自动加1,便可接收数据流下一个字节的数据。
线性突发传输能够更有效地利用总线的带宽传送数据,以减少无谓的地址操作。在雷达信号处理中,对信号的实时性要求很高,这就要求信号传输的带宽要足够高,
PCI接口非常适合将高速信号处理模块和计算机桥接在一起。目前PCI接口的设计一般采用两种方法:其一是采用通用接口芯片完成。
常用的芯片有:AMCC公司的S5933,PLX公司的PLX9054等。其二是采用EPLD或FPGA实现。
这种方法可以针对自身的需要定制一定的功能,因而设计灵活性大,但必须严格遵循PCI总线的规范。采用通用接口芯片完成的好处是设计时可以不用关心PCI总线操作,
只要处理好本地总线接口即可。设计简单省时

一个典型的33MHz的PCI总线系统如上图所示,处理器通过FSB(前端总线)与北桥相连接,北桥上挂载着Graphics(显卡)、SDram(内存)和PCI总线。

PCI总线上挂载着南桥、以太网卡、SCSI总线和若干个PCI插槽。CD和硬盘则通过IDE连接至南桥,音频设备以及打印机、鼠标和键盘等也连接至南桥,此外南桥还提供若干的usb接口.

从这个图我们就非常容易理解PCI总线的位置和作用.另外PCI总线是一种共享总线,所以需要特定的仲裁器(Arbiter)来决定当前时刻的总线的控制权。

一般该仲裁器位于北桥中,而仲裁器(主机)则通过一对引脚,REQ#(request) 和GNT# (grant)来与各个从机连接

2022年1月12日 PCI-SIG正式发布PCIe(pci express) 6.0规范,其每通道数据传输速率已较 PCIe 5.0(32 GT/s)再次翻番至 64 GT/s

https://pcisig.com/sites/default/files/files/PCI%20Express%206.0%20Specification%20Press%20Release_final.pdf
https://pcisig.com/pci-express-6.0-specification
该规范涵盖数据中心、人工智能(AI)/ 机器学习(DL)、高性能计算(HPC)、车载、物联网(IoT)、军事 / 航空航天等领域。
该规范向后兼容所有前代技术标准,PCIe 6.0 还有助于维护现有和未来的行业投资。
PCIe 6.0 Specification Evolving Performance for Data Centric Applications(via)

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