從PCI、PCI-X到PCI-Express之間的連接

本內容介紹了PCI總線(xiàn)/PCI-X接口及PCI-PCI-Express的知識，講解了從PCI、PCI-X到PCI-Express之間的連接

PCI總線(xiàn)

PCI總線(xiàn)是一種不依附于某個(gè)具體處理器的局部總線(xiàn)。從結構上看，PCI是在CPU和原來(lái)的系統總線(xiàn)之間插入的一級總線(xiàn)，具體由一個(gè)橋接電路實(shí)現對這一層的管理，并實(shí)現上下之間的接口以協(xié)調數據的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持10種外設，并能在高時(shí)鐘頻率下保持高性能。PCI總線(xiàn)也支持總線(xiàn)主控技術(shù)，允許智能設備在需要時(shí)取得總線(xiàn)控制權，以加速數據傳送。PCI總線(xiàn)系統要求有一個(gè)PCI控制卡，它必須安裝在一個(gè)PCI插槽內。這種插槽是目前主板帶有最多數量的插槽類(lèi)型，在當前流行的臺式機主板上，ATX結構的主板一般帶有5~6個(gè)PCI插槽，而小一點(diǎn)的MATX主板也都帶有2~3個(gè)PCI插槽。根據實(shí)現方式不同，PCI控制器可以與CPU一次交換32位或64位數據，它允許智能PCI輔助適配器利用一種總線(xiàn)主控技術(shù)與CPU并行地執行任務(wù)。PCI允許多路復用技術(shù)，即允許一個(gè)以上的電子信號同時(shí)存在于總線(xiàn)之上。

　　在目前的結構中，外圍設備（網(wǎng)絡(luò )，存儲和視頻）使用像PCI或PCI-X那樣的平行總線(xiàn)來(lái)連接的。平行總線(xiàn)已從32位33兆的PCI發(fā)展到了64位133兆的PCI-X.隨著(zhù)平行總線(xiàn)的時(shí)鐘速率的增加這些總線(xiàn)支持的插槽數目就減少。平行總線(xiàn)通常包含地址/數據信號和一些邊帶信號。邊帶信號用來(lái)表示總線(xiàn)上數據的方向和事務(wù)處理的類(lèi)型，還能用于表示中斷或總線(xiàn)主控請求。一個(gè)典型的64位PCI-X總線(xiàn)在總共127個(gè)信號管腳中可包含64條地址/數據線(xiàn)和33個(gè)左右的邊帶信號。

PCI-X接口

　　PCI-X接口是并連的PCI總線(xiàn)（Peripheral CompONents Interconnect）的更新版本，仍采用傳統的總線(xiàn)技術(shù)，不過(guò)有更多數量的接線(xiàn)針腳， 同時(shí)，如前所述的所有的連接裝置會(huì )共享所有可用的頻寬。與原先PCI接口所不同的是：一改過(guò)去的32位，PCI-X采用64位寬度來(lái)傳送數據，所以頻寬自動(dòng)就倍增兩倍，而擴充槽的長(cháng)度當然就不可避免 的加大了，除此之外，其余的包含傳輸通訊協(xié)議、訊號和標準的接頭格式都一并兼容，好處是3.3伏特的32位PCI適配卡可以用在PCI-X擴充槽上，當然如果 你愿意，也可以將64位PCI-X適配卡接在32位PCI擴充槽上，不過(guò)，頻寬速度將會(huì )大減。

　　由于網(wǎng)絡(luò )、存儲和視頻的帶寬需求已經(jīng)增長(cháng)，一些設計師們正著(zhù)眼于把點(diǎn)到點(diǎn)的結構作為有潛力的解決方案。在基于總線(xiàn)的結構中，帶寬是由總線(xiàn)中所有的設備來(lái)共享的。在PCI-Express 點(diǎn)到點(diǎn)的結構中，每個(gè)設備都由一個(gè)專(zhuān)用連接而不必要共享帶寬。點(diǎn)到點(diǎn)的結構還有其它的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)典型的PCI-Express連接使用兩個(gè)LVDS（低電壓差分信號）對，一對用于發(fā)送，一對用于接收。在這個(gè)結構中沒(méi)有邊帶信號。下面的圖顯示了一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的通道，它有兩個(gè)差分對（一個(gè)發(fā)送一個(gè)接收）和一個(gè)地信號。一個(gè)PCI-Express通道在每個(gè)方向同時(shí)以2.5Gb/s傳送數據并使用8b/10b編碼。

　　PCI Express

PCI Express的接口根據總線(xiàn)位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式將用于內部接口而非插槽模式）。較短的PCI Express卡可以插入較長(cháng)的PCI Express插槽中使用。PCI Express接口能夠支持熱拔插，這也是個(gè)不小的飛躍。PCI Express卡支持的三種電壓分別為+3.3V、3.3Vaux以及+12V.用于取代AGP接口的PCI Express接口位寬為X16,將能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供4GB/s左右的實(shí)際帶寬，遠遠超過(guò)AGP 8X的2.1GB/s的帶寬。