PCI(Peripheral Component Interconnect)總線規范在上世紀九十年代由Intel提出。在處理器體系結構中,PCI總線屬于局部總線(Local Bus)。局部總線作為系統總線的延伸,主要功能是為了連接外部設備。
處理器主頻的不斷提升,要求速度更快,帶寬更高的局部總線。起初PC使用8位的XT總線作為局部總線,并很快升級到16位的ISA(Industry Standard Architecture)總線,逐步發展到32位的EISA(Extended Industry Standard Architecture)、VESA(Video Electronics Standards Association)和MCA(Micro Channel Architecture)總線。隨著PCI總線的出現,EISA、VESA等其他32位總線很快就被PCI總線淘汰了。從那時起,PCI總線一直在處理器體系結構中占有重要地位。
在此后相當長的一段時間里,PC處理器系統的大多數外部設備都是直接或者間接地與PCI總線相連。即使目前PCI Express總線(Intel提出)逐步取代了PCI總線成為PC局部總線的主流,也不能掩蓋PCI總線的光芒。從軟件層面上看,PCI Express總線與PCI總線基本兼容;從硬件層面上看,PCI Express總線在很大程度上繼承了PCI總線的設計思路。因此PCI總線依然是軟硬件工程師在進行處理器系統的開發與設計時,必須要掌握的一條局部總線。
隨著時間的推移,PCI和PCI-X總線逐步遇到瓶頸:PCI和PCI-X總線使用單端、并行信號進行數據傳遞,由于單端信號容易被外部系統干擾,其總線頻率很難進一步提高,所以想到了使用高速串行總線(即差分形式,抗干擾能力強)代替并行總線,通過提高總線頻率來提高總線帶寬。PCI Express總線也逐漸替代PCI總線成為主流。但是從系統軟件的角度上看,PCI Express總線仍然基于PCI總線。理解PCI Express總線的一個基礎是深入理解PCI總線,同時PCI Express總線也繼承了PCI總線的許多概念。
1、PCI、PCIE總線速率對比為:
2、PCIE引腳信號定義
PCIe鏈路可以由多條Lane組成,目前PCIe鏈路可以支持1、2、4、8、12、16和32個Lane(Lane就是一對Rx、Tx差分對),即PCIE x1、PCIE x2、PCIE x4、PCIE x8、PCIE x16、PCIE x32,其中PCIE x1、PCIE x4、PCIE x8、PCIE x16較常用,從PCI、PCIE總線速率對比表中可知,PCIE xN傳輸速率成倍增加是由于差分對數目在成對增加(Lane的數目),一般各接口用途為:
1)x1/x2主要是用來擴展聲卡、網卡等低速設備,用于淘汰PCI插槽 2)x4是用來擴展磁盤陣列卡等中速設備,用于淘汰PCI-X插槽 3)x8/x16是用來擴展顯卡等告訴設備,用于淘汰AGP插槽
3、PCI信號引腳定義
采用地址/數據復用總線AD0~AD31并行信號進行數據傳輸。