13、PCI与其他总线架构技术详解

PCI与其他总线架构技术详解

1. 总线架构概述

在计算机系统中，总线是连接各个硬件组件的桥梁，它由电气接口和编程接口共同组成。其中，外设组件互连（PCI）总线在桌面和大型计算机中应用广泛，是内核支持最好的外设总线之一。不过，工业标准架构（ISA）总线对于电子爱好者来说仍较为常见。

2. PCI接口详解

2.1 PCI架构特点

PCI不仅仅是电气线路的布局方式，它是一套完整的规范，定义了计算机各部分的交互方式。该架构旨在取代ISA标准，具有三个主要目标：
- 提高计算机与外设之间的数据传输性能。PCI总线采用更高的时钟频率，如25或33 MHz，甚至有66 - MHz和133 - MHz的实现，并且配备32位数据总线，还有64位扩展。
- 实现尽可能高的平台独立性。PCI目前广泛应用于IA - 32、Alpha、PowerPC、SPARC64和IA - 64等多种系统。
- 简化外设的添加和移除操作。PCI设备无跳线，在启动时会自动配置。

2.2 PCI寻址方式

每个PCI外设通过总线号、设备号和功能号来标识。Linux支持PCI域，每个域最多可容纳256条总线，每条总线最多有32个设备，每个设备最多有8个功能。每个功能在硬件层面由16位地址（或键）标识，但Linux驱动使用 pci_dev 数据结构来操作设备。

PCI系统的整体布局呈树状，各总线通过桥接器连接。PCI外设的16位硬件地址在某些情况下可见，例如 lspci 命令输出、 /proc/pci 和