Peripheral Component Interconnect

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 132 MB/s. Szerokość szyny adresowej i danych nowych procesorów 64 bitowych zmiany nie wpływają na architekturę PCI a jedynie podwaja się przepustowość do 264 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	66 MHz	66 MHz	66 MHz
Maksymalna przepustowość	132 MB/s	266 MB/s	266 MB/s	528 MB/s
Napięcie	5 V	5 V	5 V / 3,3 V	3,3 V

[edytuj] Styki

Złącze PCI określa się jako slot (bądź po angielsku 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	Uziemiony		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	Uziemiony		Uziemiony		Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 3,3 V
13	Uziemiony		Uziemiony		Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 3,3 V
14	Zarezerwowany		3,3 V aux		Zasilanie w trybie gotowości (opcjonalne)
15	Uziemiony		RST#		Zresetowanie szyny
16	CLK		IOPWR		33/66 MHz clock
17	Uziemiony		GNT#		Szyna danych otrzymana od płyty głównej dla karty
18	REQ#		Uziemiony		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 (dolna połowa)
21	AD[29]		+3,3 V
22	Uziemiony		AD[28]
23	AD[27]		AD[26]
24	AD[25]		Uziemiony
25	+3,3 V		AD[24]
26	C/BE[3]#		IDSEL
27	AD[23]		+3,3 V
28	Uziemiony		AD[22]
29	AD[21]		AD[20]
30	AD[19]		Uziemiony
31	+3,3 V		AD[18]
32	AD[17]		AD[16]
33	C/BE[2]#		+3,3 V
34	Uziemiony		FRAME#		Szyna danych jest w trakcie transferu
35	IRDY#		Uziemiony		Inicjator gotowy
36	+3,3 V		TRDY#		Cel gotowy
37	DEVSEL#		Uziemiony		Cel wybrany
38	Uziemiony		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#		Uziemiony		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	Uziemiony		AD[13]
47	AD[12]		AD[11]
48	AD[10]		Uziemiony
49	M66EN	Uziemiony	AD[09]
50	Uziemiony		Uziemiony		Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 5 V
51	Uziemiony		Uziemiony		Klucz wycięcia dla kart obsługujących napięcie 5 V
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]		Uziemiony
57	Uziemiony		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 mocy i uziemionych pstykinów.

Legenda
Styk uziemiony	Odwołanie do 0 V
Styk mocy	Dostarcza zasilanie dla karty PCI
Styk wychodzący	Napędzanie przez kartę PCI, otrzymywane przez płytę główną
Inicjator wyjścia	Sterowany przez mistrza/inicjatora, otrzymywany przez cel
Sygnał wyjścia/wyjścia	Może być sterowany przez inicjator bądź cel, zależnie od operacji
Wyjście celu	Sterowane przez cel, otrzymywany przez inicjatora/mistrza
Wejście	Sterowane przez płytę główną, otrzymywana przez kartę PCI
Open drain	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

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

[edytuj] Zobacz też

[edytuj] Linki zewnętrzne

Opis

Interfejsy sprzętowe komputera klasy PC

wewnętrzne

szeregowe	Serial ATA • PCI Express

równoległe	AGP • ATA (IDE) • SCSI • UDMA • PCI-X • ATAPI (EIDE) • PCI • MiniPCI • ISA • MCA • VESA Local Bus • EISA

zewnętrzne

szeregowe	RS-232 • PS/2 • USB • Ethernet (RJ-45, BNC) • fax/modem/DSL (RJ-11) • FireWire (IEEE 1394) • eSATA • DisplayPort • DVI • ExpressCard

równoległe	Port Centronics (IEEE 1284) • PCMCIA

bezprzewodowe	Bluetooth • IrDA • Wi-Fi (WLAN) • WiMAX

analogowe	Jack • D-Sub (monitor) • S-Video