| PCI | |
|---|---|
| Sztori | |
| Fejlesztő | Intel |
| Fejlett | 1992 |
| kiszorított | ISA és Micro Channel Architecture |
| Kitelepített | PCI Express |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A PCI ( eng. Peripheral component interconnect "peripheral component interconnection of perifériás komponensek összekapcsolása") egy bemeneti-kimeneti busz a perifériás eszközök számítógép alaplapjához való csatlakoztatására .
A PCI busz szabvány a következőket határozza meg:
A PCI szabványt a PCI Special Interest Group fejleszti .
Az interfészt széles körben használták a fogyasztói számítógépekben 1995-2005 között [1] [2] . Aztán felváltotta az újabb PCI Express szabvány , amely részben kompatibilis a PCI-vel a szoftvermodell tekintetében, és számos alkalmazásnál az USB -busz különféle változatai .
1991 tavaszán az Intel befejezte a PCI-busz első kenyérsütő-verziójának fejlesztését. A mérnökök egy olyan alacsony költségű és nagy teljesítményű megoldás kidolgozását kapták, amely lehetővé teszi a 486 , Pentium és Pentium Pro processzorok képességeinek megvalósítását . Ezenkívül figyelembe kellett venni a VESA által a VLB busz tervezése során elkövetett hibákat (az elektromos terhelés nem tette lehetővé 3-nál több bővítőkártya csatlakoztatását), valamint az eszközök automatikus konfigurálását az Autoconfig protokoll példáját követve. Amiga számítógépekhez . Az MCA marketing hibáit is figyelembe vették , ami a "kilences banda" összecsapásához vezetett az EISA -val.
1992 júniusában megjelenik a PCI busz első verziója, az Intel bejelentette, hogy a buszszabvány megnyílik, és létrehozza a PCI Special Interest Group-ot. Ennek köszönhetően minden érdeklődő fejlesztő lehetőséget kap arra, hogy licenc vásárlása nélkül készítsen eszközöket a PCI buszhoz. A busz első változatának órajele 33 MHz volt, lehetett 32 vagy 64 bites, az eszközök pedig 5 V vagy 3,3 V jelekkel működtek. Elméletileg a busz átviteli sebessége 133 MB/s volt, de a valóságban az átviteli sebesség körülbelül 90 MB/s volt Az egyetlen chipkészlet, amely támogatta a PCI 1.0 buszt, az Intel 420TX (kódnéven Saturn) volt, amelyet 1992 novemberében adtak ki.
1993 közepén az Intel kilépett a VESA szövetségből, és aktív lépéseket tett a PCI busz piaci népszerűsítésére. A PCI 2.0 válasz volt a Usenet konferenciák és a konkurens cégek szakembereinek kritikájára (a busz jellemzői nagyrészt hasonlóak voltak, pl. a Zorro III , cikkek jelentek meg a busz hibás kialakításáról) PCI 2.0 lett.
1995- ben megjelent a PCI 2.1 verzió (a másik név a "párhuzamos PCI busz"), amely adatátvitelt biztosított a buszon keresztül 66 MHz-es frekvencián és 533 MB / s maximális átviteli sebességgel (64 bites verzióhoz). 66 MHz frekvenciával). Ráadásul ezt a buszt már támogatták a Windows 95 ( Plug and Play technológia ) szintjén. A PCI 2.1 buszverzió olyan népszerűnek bizonyult, hogy hamarosan átkerült az Alpha , MIPS , PowerPC , SPARC és más processzorokat tartalmazó platformokra.
1997 - ben a számítógépes grafika fejlesztése és az AGP busz fejlesztése kapcsán a PCI busz már nem felelt meg a videokártyákkal szemben támasztott új, megnövekedett követelményeknek, és már nem használták videokártyák telepítésére.
A 2000-es évek végén [2] – a 2010-es évek elején a PCI interfészt fokozatosan felváltották a PCI Express és az USB interfészek . A fogyasztói alaplapokon a PCI slotok száma [3] csökkent , legfeljebb 1-2-t szerelnek be, a 2000-es évek elején használt 3-4 vagy több helyett [4] . Egyes alaplapokon (főleg kompakt mATX formájú stb.) PCI csatlakozó egyáltalán nincs telepítve [3] [4] .
Kezdetben 32 cím/adatvezető 33 MHz-en. A későbbi verziók 64 vezetékkel (egy további csatlakozóblokkot használnak) és 66 MHz-es frekvenciával jelentek meg.
A busz decentralizált, nincs master eszköz, bármilyen eszköz kezdeményezhet tranzakciót. A kezdeményező kiválasztásához külön döntőbírói logikával rendelkező választottbírósági eljárást alkalmazunk. A választottbíráskodás „rejtett”, nem vesz igénybe időt – az új kezdeményező kiválasztása az előző kezdeményező által végrehajtott tranzakció során történik.
Egy tranzakció 1 vagy 2 címciklusból (2 címciklusból 64 bites címek átvitelére szolgál, nem minden eszköz támogatja, támogatja a DMA-t 4 GB-nál nagyobb memórián) és egy vagy több adatciklusból áll. A sok adatciklust tartalmazó tranzakciót "burst"-nak nevezik, ez az egymást követő címek olvasása/írása, és nagyobb sebességet biztosít - egy címciklust többre, és nem minden adatciklusra, és nincs leállás (a vezetők "megnyugtatására"). ) tranzakciók között.
Speciális tranzakciótípusok használatosak az eszköz konfigurációs területének eléréséhez.
A "kötegelt" tranzakciót mindkét eszköz ideiglenesen felfüggesztheti a pufferben lévő adatok hiánya vagy túlcsordulása miatt.
A "felosztott" tranzakciók támogatottak, ahol a céleszköz "folyamatban" állapottal válaszol, és a kezdeményezőnek fel kell szabadítania a buszt más eszközök számára, újra le kell foglalnia azt választottbírósági úton, és újra meg kell próbálnia a tranzakciót. Ez addig történik, amíg a céleszköz „kész” nem válaszol. Különböző sebességű buszok (maga a PCI és a CPU elülső oldali busza) interfészére, valamint a patthelyzet megelőzésére szolgál többbuszos híd forgatókönyv esetén.
Gazdag támogatás a gyűjtősínhidak számára. Gazdag támogatás a gyorsítótárazási módokhoz, mint például:
A megszakítások vagy üzenetjelzésű megszakításként (új), vagy klasszikus módon INTA-D# vezetékek használatával támogatottak. A megszakító vezetékek a busz többi részétől függetlenül működnek, lehetőség van egy vezető megosztására több eszközzel.
A PCI-eszközök a felhasználó szempontjából plug and play . A számítógép indulása után a rendszerszoftver megvizsgálja a buszra csatlakoztatott minden egyes eszköz PCI konfigurációs területét, és lefoglalja az erőforrásokat.
Minden eszköz legfeljebb hat tartományt kérhet a PCI memória címterében vagy a PCI I/O címtérben.
Ezenkívül az eszközök rendelkezhetnek egy ROM -mal, amely végrehajtható kódot tartalmaz x86 vagy PA-RISC processzorokhoz , Open Firmware - t (rendszerszoftvert SPARC és PowerPC -alapú számítógépekhez), vagy EFI - illesztőprogramot .
A megszakításokat a rendszerszoftver is konfigurálja (ellentétben az ISA busszal , ahol a megszakításokat a kártyán lévő kapcsolók konfigurálják). A megszakítási kérés a PCI buszon az egyik IRQ vonalon a jelszint megváltoztatásával kerül továbbításra , így lehetséges, hogy több eszköz is dolgozzon egy megszakítási kérés vonalon; általában a rendszerszoftver megpróbál külön megszakítást rendelni minden eszközhöz a teljesítmény növelése érdekében.
Az első specifikációt 1992 júniusában hagyták jóvá. Az egyetlen kiadott lapkakészlet, amely támogatja a PCI busz ezen verzióját, az Intel 420TX (Saturn). Az ezen a lapkakészleten alapuló 486 processzorhoz való alaplapokat 1992 végétől 1994-ig gyártották, és nem használtak széles körben. Támogatja a PCI 1.0 és 2.0 perifériás kártyákat (az 1996-ban bemutatott PCI 2.1 kártyák már nem támogatottak). A választottbíráskodás központosított.
Az alapszabvány első változata, amelyet széles körben alkalmaztak, mind a kártyákat, mind a slotokat használta, mindössze 5 voltos jelfeszültséggel. A maximális átviteli sebesség 133 MB/s. A PCI 2.0 lapkakészletekre épülő alaplapok támogatják a PCI 2.0 és 2.1 perifériás kártyákat (az 1998-ban bemutatott PCI 2.2 kártyák már nem támogatottak). Az első, ezt a specifikációt támogató lapkakészlet, az Intel 430LX (Mercury) 1993-ban jelent meg, és az első Pentium processzorokat támogató, 60 MHz-es és 66 MHz-es órajelű Socket 4 alaplapokhoz készült. A választottbíráskodás központosított.
A 2.0-s verziótól különböztek a több buszmester egyidejű működésének lehetőségében ( eng. bus-master , az ún. kompetitív mód), valamint az univerzális bővítőkártyák megjelenésében, amelyek 5-ös feszültség mellett egyaránt működni képesek. volt, a nyílásokban pedig 3,3 voltot használnak (33, illetve 66 MHz frekvenciával). A csúcsátviteli sebesség 33 MHz-en 133 MB/s, 66 MHz-en pedig 266 MB/s. A választottbíráskodás decentralizált.
A 2.1-es verzióban bevezetett alap PCI-szabvány kiterjesztése, amely megduplázza az adatsávok számát, és ezzel a sávszélességet. A PCI 64 bővítőhely a hagyományos PCI bővítőhely kiterjesztett változata. Formálisan a 32 bites kártyák kompatibilitása 64 bites bővítőhelyekkel (feltéve, hogy van közös támogatott jelfeszültség) teljes, míg a 64 bites kártyák kompatibilitása 32 bites bővítőhelyekkel korlátozott (minden esetben lesz teljesítménycsökkenés lehet). 33 MHz órajelen működik. A maximális átviteli sebesség 266 MB/s. A választottbíráskodás decentralizált.
A PCI 66 a PCI 64 66 MHz-es továbbfejlesztése; 3,3 V feszültséget használ a nyílásban; A kártyák univerzális vagy 3,3 V-os formátumúak, csúcsteljesítménye 533 MB/s. A választottbíráskodás decentralizált.
A PCI 64 és PCI 66 kombinációja négyszer nagyobb adatátviteli sebességet tesz lehetővé az alap PCI szabványhoz képest; csak univerzálisakkal kompatibilis 64 bites 3,3 voltos bővítőkártyákat és 3,3 voltos 32 bites bővítőkártyákat használ. A PCI64/66 kártyák vagy univerzális (de korlátozottan kompatibilisek a 32 bites bővítőhelyekkel), vagy 3,3 voltos formátumúak (ez utóbbi lehetőség alapvetően nem kompatibilis a népszerű szabványok 32 bites 33 MHz-es bővítőhelyeivel). Csúcs sávszélesség - 533 MB / s. A választottbíráskodás decentralizált.
A PCI 64 verzió fejlesztése Minden buszopciónál a következő korlátozások vonatkoznak az egyes buszokra csatlakoztatott eszközök számára: 66 MHz - 4, 100 MHz - 2, 133 MHz - 1 (vagy 2, ha az egyik vagy mindkét eszköz nincsenek bővítőkártyákon, de már a vezérlővel egy kártyára integrálva), 266, 533 MHz és magasabb - 1.
Az 1.0-s verzió két új működési frekvenciát vezetett be: 100 és 133 MHz-et, valamint egy külön tranzakciós mechanizmust a teljesítmény javítására, amikor több eszköz egyidejűleg működik. Általában visszafelé kompatibilis az összes 3,3 V-os és univerzális PCI kártyával. A kártyák általában 64 bites formátumban készülnek 3,3 V-on, és korlátozottan kompatibilisek visszafelé a PCI64/66 bővítőhelyekkel, és egyes kártyák univerzális formátumúak, és működhetnek (bár ennek gyakorlatilag nincs gyakorlati értéke) a normál PCI 2.2/2.3-ban. A maximális átviteli sebesség 1024 MB/s.
2.0 verzió - két új működési frekvencia került bevezetésre: 266 és 533 MHz, valamint adatátvitel közbeni paritáshiba-javítás ( ECC ). 4096 bájtra bővíti a PCI konfigurációs teret , és lehetővé teszi a 4 független 16 bites buszra való felosztást, amelyet kizárólag beágyazott és ipari rendszerekben használnak, a jelfeszültség 1,5 V-ra csökken, de a csatlakozók visszafelé kompatibilisek minden jelfeszültséget használó kártyával 3, 3 V. Csúcsteljesítmény - 4096 MB / s. A választottbíráskodás decentralizált.
Formafaktor PCI 2.2, elsősorban laptopokban való használatra készült .
A PCMCIA a 32 bites, 33 MHz-es PCI-s kártyák formája.
A PCI hátlapban található Eurocard méretű modulok használatosak .
Ipari busz PCI jelkészlettel, de más csatlakozóval.
Ipari busz PCI-E jelkészlettel.
PCI Mezzanine Card , egy mezzanine busz , amely megfelel az IEEE P1386.1 szabványnak.
Következő generációs busz a távközlési ipar számára a PCI Express interfészen alapul . [5] [6]
A PCI Express (korábbi nevén 3GI0 és Arapaho) egy soros interfész, amely a PCI szoftvermodellt használja, de erősebb fizikai réteggel rendelkezik ( LVDS -t és új csatlakozókat használva) [6] .
| Számítógépes buszok és interfészek | |
|---|---|
| Alapfogalmak | |
| Processzorok | |
| Belső | |
| laptopok | |
| Meghajtók | |
| Periféria | |
| Berendezés menedzsment | |
| Egyetemes | |
| Videó interfészek | |
| Beágyazott rendszerek | |