Peripheral Component Interconnect

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Gniazda 32-bitowej szyny PCI
Rozmieszczenie kluczy w gniazdach

PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) – magistrala komunikacyjna służąca do przyłączania kart rozszerzeń do płyty głównej w komputerach klasy PC.

Po raz pierwszy została publicznie zaprezentowana w czerwcu 1992 r. jako rozwiązanie umożliwiające szybszą komunikację pomiędzy procesorem i kartami niż stosowane dawniej ISA. Dodatkową zaletą PCI jest to, że nie ma znaczenia czy w gnieździe jest karta sterownika dysków (np. SCSI), sieciowa czy graficzna. Każda karta, pasująca do gniazda PCI, funkcjonuje bez jakichkolwiek problemów, gdyż nie tylko sygnały, ale i przeznaczenie poszczególnych styków gniazda są znormalizowane.

W przeciwieństwie do innych magistrali, przykładowo VESA Local Bus, która początkowo była stosowana tylko do przyspieszenia operacji graficznych, szyna PCI stanowi kompleksowe rozwiązanie, przyspieszające współpracę z dowolnym urządzeniem zewnętrznym. Przy częstotliwości taktowania 33 MHz i szerokości 32 bitów magistrala PCI osiąga szybkość transmisji 133 MB/s. Szerokość szyny adresowej i danych nowych procesorów 64 bitowych zmiany nie wpływają na architekturę PCI a jedynie podwaja się przepustowość do 266 MB/s. Karty dołączone do szyny PCI mogą się komunikować nawet bez udziału mikroprocesora, dzięki czemu wzrasta efektywność jego użytkowania. Dla każdej karty zdefiniowane są tzw. rejestry konfiguracyjne. Przy ładowaniu systemu procesor odczytuje zapisane w nich dane i rozpoznaje, jaka karta jest umieszczona w gnieździe. Instalacja i inicjacja karty następuje potem w pełni automatycznie.

Aby zapewnić zarówno producentom, jak i użytkownikom możliwie dużą elastyczność, w standardzie PCI zdefiniowano tzw. gniazdo wspólne (z ang. shared slot). Jest to gniazdo, które może być wykorzystane z kartami przystosowanymi do magistral ISA, EISA czy MCA. Umożliwia to też produkcję kart jednocześnie przystosowanych do PCI i pozostałych, wyżej wymienionych magistral.

Bardzo istotną cechą architektury PCI jest jej skalowalność: w jednym i tym samym komputerze może być równolegle lub szeregowo połączonych kilka magistral PCI. Nad koncepcją PCI Local Bus pracowało wielu znaczących producentów komputerów, z których każdy starał się aby sprzęt obecnie produkowany przez niego był z tym standardem zgodny. Przykładowo, rozwiązanie jest na tyle elastyczne, że uwzględnia możliwość współpracy magistrali nie tylko z komputerami wyposażonymi w procesory firmy Intel, ale również z AMD i Cyrix, a także w opartych na procesorze PowerPC komputerach Pegasos. 32-bitowy standard adresowania PCI używany jest również w innych magistralach (np. AGP).

Kolejną istotną cechą PCI jest wysoka zgodność pomiędzy poszczególnymi wersjami PCI, jak i rozwiązań pochodnych (np. PCI X) przejawiająca się tym, że urządzenia mogą pracować zarówno w starszych jak i nowszych gniazdach, pod warunkiem że są dopasowane napięciowo (warianty 3.3V i popularniejszy 5V). Zgodność ta nie jest jednak zachowana w stosunku co do PCI Express, która aktualnie wypiera PCI oraz AGP.

Wersje PCI
Wersja PCI 2.0 PCI 2.1 PCI 2.2 PCI 2.3
Rok wprowadzenia 1993 1994 1999 2002
Maksymalna szerokość szyny danych 32 bity 64 bity 32 bity 64 bity
Maksymalna częstotliwość taktowania 33 MHz 33 MHz 66 MHz 66 MHz
Maksymalna przepustowość 133 MB/s 266 MB/s 266 MB/s 533 MB/s
Napięcie 5 V 5 V 5 V / 3,3 V 3,3 V

Styki[edytuj | edytuj kod]

Złącze PCI określa się jako slot bądź edge connector posiadający 62 styki z każdej strony, ale dwa bądź cztery z nich są zastąpione przez klucz wycięcia, tak więc karta posiada 60 bądź 58 styków po każdej stronie. Pierwszy styk jest najbliżej tylnej ścianki. Strony B oraz A są umieszczone kolejno, patrząc w dół na złącze płyty głównej[1][2][3].

Opis styków 32-bitowego złącza PCI
Styk Strona B Strona A Opis
1 –12 V TRST# Styki portu JTAG (opcjonalne)
2 TCK +12 V
3 Masa TMS
4 TDO TDI
5 +5 V +5 V
6 +5 V INTA# Linie przerwań
7 INTB# INTC#
8 INTD# +5 V
9 PRSNT1# Zarezerwowany Odłączone aż do momentu uzyskania wymaganej mocy 7,5 W albo 25 W
10 Zarezerwowane IOPWR +5 V albo +3,3 V
11 PRSNT2# Zarezerwowany Odłączone aż do momentu uzyskania wymaganej mocy 7,5 W albo 25 W
12 Masa Masa Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 3,3 V
13 Masa Masa
14 Zarezerwowany 3,3 V aux Zasilanie w trybie gotowości (opcjonalne)
15 Masa RST# Zresetowanie szyny
16 CLK IOPWR 33/66 MHz clock
17 Masa GNT# Szyna danych otrzymana od płyty głównej dla karty
18 REQ# Masa Szyna danych wymagana przez kartę dla płyty głównej
19 IOPWR PME# Power management event – możliwość zarządzania zasilaniem (włączenie/wyłączenie komputera) (opcjonalne)
20 AD[31] AD[30] Szyna adresowa/szyna danych (górna połowa)
21 AD[29] +3,3 V
22 Masa AD[28]
23 AD[27] AD[26]
24 AD[25] Masa
25 +3,3 V AD[24]
26 C/BE[3]# IDSEL
27 AD[23] +3,3 V
28 Masa AD[22]
29 AD[21] AD[20]
30 AD[19] Masa
31 +3,3 V AD[18]
32 AD[17] AD[16]
33 C/BE[2]# +3,3 V
34 Masa FRAME# Szyna danych jest w trakcie transferu
35 IRDY# Masa Inicjator gotowy
36 +3,3 V TRDY# Cel gotowy
37 DEVSEL# Masa Cel wybrany
38 Masa STOP# Cel wymaga wstrzymania
39 LOCK# +3,3 V Zamknięcie transakcji
40 PERR# SMBCLK SDONE Błąd parzystości; SMBus clock
41 +3,3 V SMBDAT SBO# Dane SMB
42 SERR# Masa Błąd systemu
43 +3,3 V PAR
44 C/BE[1]# AD[15] Szyna adresowa/szyna danych (dolna połowa)
45 AD[14] +3,3 V
46 Masa AD[13]
47 AD[12] AD[11]
48 AD[10] Masa
49 M66EN Masa AD[09]
50 Masa Masa Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 5 V
51 Masa Masa
52 AD[08] C/BE[0]# Szyna adresowa/szyna danych (dolna połowa)
53 AD[07] +3,3 V
54 +3,3 V AD[06]
55 AD[05] AD[04]
56 AD[03] Masa
57 Masa AD[02]
58 AD[01] AD[00]
59 IOPWR IOPWR
60 ACK64# REQ64# 64-bitowe rozszerzenie; nie podłączać do 32-bitowych urządzeń
61 +5 V +5 V
62 +5 V +5 V

64-bitowy PCI jest rozszerzony o dodatkowe 32 kontakty po każdej stronie, które zapewniają AD[63:32], C/BE[7:4]#, PAR64 sygnał parzystości oraz liczba styków zasilania i masy.

Legenda
Styk masy Odwołanie do 0 V
Styk zasilania Dostarcza zasilanie dla karty PCI
Styk wychodzący Napędzanie przez kartę PCI, otrzymywane przez płytę główną
Wyjście inicjatora Sterowany przez układ nadrzędny/inicjatora, otrzymywany przez cel
Sygnał wyjścia/wyjścia Może być sterowany przez inicjatora bądź cel, zależnie od operacji
Wyjście celu Sterowane przez cel, otrzymywany przez inicjatora/układ nadrzędny
Wejście Sterowane przez płytę główną, otrzymywana przez kartę PCI
Otwarty dren Może zostać odłączony i/lub odczytany przez wiele kart
Zarezerwowany Obecnie nie stosowany, nie podłączać

Większość linii jest połączonych do każdego slotu równolegle. Wyjątkami są:

  • Każdy slot posiadający swoje własne wyjście REQ#, oraz wejscie GNT# z arbitera płyty głównej.
  • Każdy slot posiadający swoją własną linię IDSEL, przeważnie podłączaną do określonej linii AD.
  • TDO jest połączenia łańcuchowego do kolejnych slotów TDI. Karty bez wsparcia JTAG muszą podłączyć TDI do TDO, tak aby nie przerwać łańcucha.
  • PRSNT1# i PRSNT2# posiadają własne odłączane rezystory na płycie głównej. Płyta główna może (ale nie musi) wykryć te styki w celu ustalenia poboru mocy na obecnych kartach PCI.
  • REQ64# i ACK64# są indywidualnie odłączane na slotach 32-bitowych.
  • Linie przerwań (INTA#, INTB#, INTC#, oraz INTD#) są połączone na wszystkich slotach slotami w innej kolejności (INTA# na jednym slocie to INTB# na następnym, a INTC# jeszcze następnym).

Dodatkowe informacje:

  • IOPWR posiada +3,3 V albo +5 V, zależnie od jego tylnej ścianki. Sloty mają również grzbiet w jednym z dwóch miejsc, co zapobiega nieprawidłowemu podłączeniu karty.

Przypisy

  1. PCI Local Bus Specification, revision 2.3. PCI Special Interest Group, 2002-03-29. [dostęp 2009-07-07].
  2. PCI Local Bus Specification, revision 3.0. PCI Special Interest Group, 2002-08-12. [dostęp 2009-07-07].
  3. PCI Connector Pinout.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]