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外设组件互连标准

本地計算機總線用於連接硬件設備

外设组件互连标准（Peripheral Component Interconnect），或称个人电脑接口（Personal Computer Interface），实际应用中简称为PCI，是一种连接电脑主板和外部设备的总线标准。一般PCI设备可分为以下两种形式：

  • 直接内置于主板上的集成电路，在PCI规范中称作“嵌入设备”（planar device）；或者
  • 安装在插槽上的扩展界面卡。
PCI
主板上的32位PCI扩充插槽
英文全名Peripheral Component Interconnect
中文全名外设组件互连标准
发明日期1993年7月
发明者Intel
替代接口PCI-Express
替代日期2004年
阔度32/64 bits
最多连接1
带宽133 MB/s（32位总线及33MHz总线频率的标准配置）
266MB/s（32位总线及66MHz总线频率，或者64位总线及33MHz总线频率）
533MB/s（64位总线及66MHz总线频率）
类别并行
热插拔选择性
外置接口不支持

PCI总线常见于现代的个人电脑中，并已取代了ISA和VESA局部总线，成为了标准扩展总线。PCI总线亦常见于其他电脑类型中。PCI总线最终将被PCI Express和其他更先进的技术取代，这些技术现在已经被用于最新款的电脑中。

PCI规范规定了该总线的物理尺寸（包括线宽）、电气特性、总线时序和协议。该规范可从美国PCI-SIG协会购得。

常见的PCI卡包括网卡、声卡、调制解调器、电视调谐器（英语：TV tuner card）和磁盘控制器等，另外还有USB和串列端口等端口。原本显卡通常也是PCI设备，但很快其频宽已不足以支持显卡的性能。PCI显卡现在仅用在需要额外的外接显示器或主板上没有AGP和PCI Express槽的情况。

历史

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一张PCI-X的千兆以太网卡

PCI标准的开发于1990年前后开始于英特尔。1992年6月22日，英特尔发表PCI 1.0标准，该标准仅限于组件级规范。1993年4月30日，PCI-SIG发表了PCI 2.0标准，这个标准第一次建立了连接器与主板插槽间的标准。

PCI标准被立即应用于服务器中，取代了先前的MCA及EISA，成为服务器扩展总线的不二选择。在主流个人计算机中，PCI标准则缓慢地取代着VESA局部总线（VLB）；直至1994年后期第二代奔腾PC推出后，该标准方得以实现具有重要意义的市场突破。1996年，VLB彻底退出了个人计算机市场，制造厂商甚至将PCI标准应用于486计算机中[1]。EISA标准则与PCI标准共存使用至2000年。苹果电脑在1995年中期将PCI标准应用于专业产品Power Macintosh电脑中（而取代了NuBus），而消费者产品Macintosh Performa则于1996年中期完成了换代（取代了LC PDS）。

后续版本的PCI标准不断加入了新的功能与性能提升，包括66 MHz/3.3V标准，133 MHz PCI-X以及适应多种主板板型等。2004年，串行总线标准PCI Express面世后，主板制造商逐渐减少了传统PCI插槽，而引入PCI Express接口。虽然这两种接口还会同时并存，2015年Intel发表Intel 100系列主板仍有PCI插槽，但是传统的PCI总线将会慢慢地消失。

主要概念

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PCI设备：符合 PCI 总线标准的设备就被称为 PCI 设备，PCI 总线架构中可以包含多个 PCI 设备。

PCI总线：在系统中可以有多条，类似于树状结构进行扩展。每条 PCI 总线都可以连接多个PCI设备。通过桥实现上下级PCI总线互连。

PCI桥：连接 PCI 总线之间的纽带。

PCI是个并行总线。在一个时钟周期内32个bit（后扩展到64）同时被传输。地址和数据在一个时钟周期内按照协议，分别一次被传输。PCI地址空间与处理器地址空间隔离。在Host bridge中含有许多缓冲，这些缓冲使得处理器总线与PCI总线工作在各自的时钟频率中，彼此互不干扰。

中断

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PCI中断的最大特点是可以共享。PCI bus有四条中断线，所有PCI device共同使用这4条线向系统申请中断。共有4种 PCI中断，分别为INTA#、INTB#、INTC#和INTD#。

硬件规格

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32位和64位PCI cards的差异

下列的PCI规格一般用于个人电脑。工作站、服务器可能支持64-Bit规格的PCI。

常规PCI界面的升级版本和变体

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Power Mac G4中的64位PCI扩充插槽
  • PCI 2.2允许66MHz的信号传输（需要在3.3伏特的信号，传输速率峰值为533MB每秒）。
  • PCI 2.3允许使用3.3伏特和通用标识符，但在5伏特的情况下不能使用。
  • PCI 3.0是PCI总线的最后一个官方版本，彻底取消了对使用5伏特的设备的支持。这时又加入了transaction latency限制的规格[2]
  • PCI-X稍稍的改变协议并增加了资料传输速率到133MHz（传输速率峰值为1066MB/s）。
  • PCI-X 2.0指定了266MHz（传输速率峰值为2133 MB/s）和533MHz速率，扩展可规划空间至4096 bytes，增加了16-bit的可变总线并且允许1.5伏特的电压信号。
  • 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素，主要用于笔记本电脑的内部。
  • Cardbus是32位33MHz的PCI，是PCMCIA的要素。
  • 紧凑型PCI，uses Eurocard-sized modules plugged into a PCI backplane。
  • PC/104-Plus是一种利用PCI总线连接多个连接器的工业总线。
  • 高级电讯计算体系（ATCA）是电讯工业下一代总线。

PCI Express

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主条目：PCI Express

PCI Express，即PCI-E（旧称3GIO/Arapaho），是一种利用PCI的规划概念，利用一系列物理层协议和不同的连接器的新型界面。PCI-E是PCI及其派生的AGP接口的取代品。

PCI总线信号

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PCI总线transactions被控制于5个主要的控制消息（control signals），有2个是透过initiator of a transaction（FRAME# and IRDY#），有3个是透过target（DEVSEL#, TRDY#, and STOP#）。

PCI实体板卡尺寸

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  • Full-Height
高度107mm（4.2"）x深度312mm（12.283"）。
  • Half-Length（De Facto Standard）
高度107mm（4.2"）x深度175.26mm（6.9"）。
  • Low-Profile（又称Half-Height或Slim）
高度64.41mm（2.536"），深度119.91mm（4.721"）~ 167.64mm（6.6"）。
Low-Profile的档板（Bracket）标准尺寸：79.2mm（3.118"）。
  • Mini PCI
 
Mini PCI Wi-Fi card Type IIIB
Mini PCI是在PCI 2.2版时加入laptops;使用32位, 33 MHz总线电力（3.3 V only; 5 V is limited to 100 mA）还支持有bus mastering与DMA。
目前已有大量Mini PCI设备如Wi-Fi, Fast Ethernet, Bluetooth, modems (often Winmodems), 声卡, cryptographic accelerators, SCSI, PATA, SATA controllers以及combination cards。

注释

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  1. ^ VLB was designed for 486-based systems, yet even the more generic PCI was to gain prominence on that platform.
  2. ^ AP-753 PCI Local Bus Specification Revision 2.1 vs. 2.0, Intel, 1997-03 [2010-04-02], （原始内容存档于2010-01-08） 

目前已知最新型的PCI接口显卡，是GeForce GT 610 PCI（SPARKLE制）以及ATI HD 4350 PCI（HIS制）和HIS HD 5450 PCI（HIS制）。

参见

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外部链接

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