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高性能的PCI总线

  PCI(PERIPHERAL COMPONENT INTER-CONNECT即外围部件互连总路线)是一种新型的局部总线。芯片巨人Intel为了解决ISA总线的瓶颈而开发,它在设计时考虑了两种功能:在台式机上,作为一个与CPU和高速I/O口,尤其是视频通道的总线;在服务器中,其卓越的性能解决了其它总线所难以处理的一个瓶颈问题,即外围存贮设备、内存、网络间的通信。它使高速网络工作、大型视频文件处理、多媒体以及大量I/O操作的应用迅速成为常规操作。

  在PCI总线上有一种特殊设备即标准总线桥路,它的作用是将PCI总线转换为标准的总线,如ISA、EISA、MCA等。例如INTEL设计的SATUNG芯片组具有ISA标准总线桥路,而为奔腾(PENTIUM)设计的MERCURY芯片组可选择ISA标准总线桥路,也可选择EISA标准总线桥路,驱动PCI总线所需的全部控制是靠PCI桥路来实现的。 对比486时代的VL-BUS总线,PCI是一个奔腾时代的高性能的局部总线,其主要特点为:

  一、运行速度快,可扩展性好:

   PCI总线支持多个外围设备,与CPU和时钟频率无关;它的总线宽度为32位,并可以扩展到64位。当较多外设接到CPU总线上而使总线驱动能力不足时,可采用多PCI总线,这些总线可以并发工作,每个总线上都可以接若干设备。所谓并发工作是指PCI总线上的外围设备可与CPU并发工作,设计良好的PCI控制器(或称PCI桥路)有多级缓冲。例如连接CPU的PCI桥路有多级缓冲。如果CPU要访问PCI总线上的设备,它可以把一些数据快速写入缓冲器中,当这些数据还在不断写入PCI设备的过程中,CPU 可以去执行其它操作,这种并发工作显然提高了整体性能,故当总线宽度64位时其峰值可达 264MB/S。现在的PENTIUM(奔腾)和PENTIUM II计算机均采用 PCI 总线作为系统总线,很多原来ISA设备,例如声卡和网卡,也转入PCI总线。

  二、兼容性好,稳定可靠:

  PCI总线可与ISA、EISA、VESA总线兼容,由于PCI指标与CPU及时钟无关,也就是说,PCI的插卡是通用的,可插到任何一个有PCI总线的系统上去(一般对同一类型CPU的系统而言)。PCI的插卡可以对所有的80X86体系结构的微机都通用,不论是486还是奔腾CPU,也不管主频是多少MHz,这大大简化了系统设计,同时保证了PCI设备的工作状态的稳定。

  三、在硬件上保证"即插即用"功能的实现。

  所谓"即插即用"就是要求做到任何扩展卡插入系统就能工作而不必设置开关或跳线,即有自动配置功能。PCI总线保证了自己配置的实现,一旦PCI插卡插入系统,系统BIOS将能根据读到的关于该扩展卡的信息,结合系统实际情况为插卡分配存储地址、中断和某些定时信息,从根本上免除了人工配置。

  四、规范标准严格:

   PCI总线对协议、时序、负载、电性能和机械性能指标等都有严格的规定,这正是ISA、VESA这类总线所不及的地方,从而保证了它的可靠性和兼容性。

   PCI总线是目前为止应用最广的系统总线,其自身的特点决定了这个总线成为跨几代的总线标准;目前这个标准还在不断发展完善中。