PCI总线概述

PCI(Peripheral Component Interconnect)是个人电脑广泛采用的接口标准,提供了即插即用和中断共享功能。PCI插槽在主板上的普及率高,允许各种设备如网卡、声卡等便捷连接。本文将探讨PCI总线的结构、特点、设备、性能以及总线信号。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

       PCI是Peripheral Component Interconnect(外设部件互连标准)的缩写,它是目前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。PCI插槽也是主板带有最多数量的插槽类型,在目前流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般带有5~6个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都带有2~3个PCI插槽,可见其应用的广泛性。

PCI总线特点
PCI 总线结构图
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,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。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。已成为局部总线的新标准,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。PCI总线是32位同步复用总线。其地址和数据线引脚是AD31~AD0。PCI的工作频率为33MHz。

PCI总线结构

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,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。  [1]   PCI总线结构如下图所示。
在处理器系统中,含有PCI总线和PCI总线树这两个概念。这两个概念并不相同,在一颗PCI总线树中可能具有多条PCI总线,而具有血缘关系的PCI总线组成一颗PCI总线树。PCI总线由HOST主桥或者PCI桥管理,用来连接各类设备,如声卡、网卡和IDE接口卡等。在一个处理器系统中,可以通过PCI桥扩展PCI总线,并形成具有血缘关系的多级PCI总线,从而形成PCI总线树型结构。在处理器系统中有几个HOST主桥,就有几颗这样的PCI总线树,而每一颗PCI总线树都与一个PCI总线域对应。
与HOST主桥直接连接的PCI总线通常被命名为PCI总线0。考虑到在一个处理器系统中可能有多个主桥。
PCI总线取代了早先的 ISA总线。当然与在PCI总线后面出现专门用于显卡的AGP总线,与现在的PCI Express总线相比,功能没有那么强大,但是PCI能从1992用到现在,说明他有许多优点,比如即插即用(Plug and Play)、中断共享等。在这里我们对PCI总线做一个深入的介绍。
从数据宽度上看
### PCI 总线的定义 PCI(Peripheral Component Interconnect)是一种局部总线技术,旨在实现计算机内部高速外设之间的互连[^3]。它作为行业标准被广泛应用,主要用于连接高性能硬件组件,例如显卡、网络适配器和音频设备。 PCI 总线的设计目标是提供一种独立于处理器架构的接口方案,从而支持多种类型的外部设备高效通信。它的核心特点包括高带传输能力、即插即用功能以及对多任务操作的支持。 --- ### PCI 总线的工作原理 #### 基本组成与结构 PCI 总线由多个基本组成部分构成,其中包括主机桥(HOST/PCI 桥)、PCIPCI 桥接器以及其他外围设备。这些组件通过分层的方式构建了一个复杂的总线体系结构[^2]。其中: - **HOST/PCI 桥**:负责连接中央处理单元 (CPU) 到根 PCI 总线上。 - **PCI-to-PCI 桥**:用于扩展系统的 I/O 能力,允许更多的子总线挂载额外设备。 - **PCI/ISA 桥**:兼容早期低速 ISA 设备的同时提供了向后兼容性。 #### 数据传输机制 PCI 使用了一种独特的数据传输模式来优化性能表现,具体分为两种类型的操作模型——Posted 和 Non-Posted 总线事务[^1]: - **Posted 总线事务**:这类事务不需要立即确认即可继续执行后续指令,典型例子就是写入命令。这种方式减少了等待时间并提高了吞吐量。 - **Non-Posted 总线事务**:与此相反的是读取类请求,则需遵循延迟响应协议(Delayed Transaction),只有当目标资源准备好之后才能返回所需的数据给发起方。 对于后者而言,“Delayed 传送”方法尤为重要,因为它能够有效管理未决查询队列直到条件满足为止再予以解决[^1]。 此外,为了进一步提升效率,PCI 还采用了同步复用技术,在同一组物理导线上交替传递地址信息和实际负载资料流(AD31~AD0)[^3]。配合固定的时钟频率(通常是33 MHz 或更高版本中的66 MHz),可以达到较高的理论峰值速率。 --- ### 结论 综上所述,PCI 不仅是一个简单的硬件连线集合体,更是一套完整的通讯规范框架。通过对不同种类消息的有效调度及其背后复杂逻辑电路设计的支持下实现了当今个人电脑领域内的强大功能性需求。 ```python # 示例代码展示如何检测系统中存在的所有 PCI 设备 import os def list_pci_devices(): pci_path = '/sys/bus/pci/devices' devices = [] if not os.path.exists(pci_path): return None for device_folder in os.listdir(pci_path): devices.append(device_folder) return devices print(list_pci_devices()) ``` 此段 Python 程序可用于列举 Linux 平台下的全部已安装 PCI 组件列表。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值