計算機的組件通過總線協(xié)同工作。了解 PCI 總線和 PCI 卡，例如上面的那個。查看更多 電腦硬件圖片.自幾十年前臺式計算機首次開發(fā)以來，計算機組件的功能和速度一直在穩(wěn)步增長。軟件制造商創(chuàng)建能夠利用最新進展的新應(yīng)用程序 處理器速度 和硬盤容量，而硬件制造商則急于改進組件和設(shè)計新技術(shù)，以滿足高端軟件的需求。

　　然而，有一個元素經(jīng)常被忽視 - 總線.從本質(zhì)上講，總線是 計算機.擁有高速公交車與在汽車中擁有良好的變速箱一樣重要。如果你有一個 700 馬力的發(fā)動機和一個便宜的變速器，你就無法將所有的動力都帶到路上。有許多不同類型的巴士。

　　總線的概念很簡單 - 它允許您將組件連接到計算機的處理器。您可能想要連接的一些組件包括 硬盤、內(nèi)存、音響系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等。例如，要查看計算機正在執(zhí)行的操作，通常使用 CRT 或 液晶顯示器 屏幕。您需要特殊的硬件來驅(qū)動屏幕，因此屏幕由 顯卡.圖形卡是一種小型印刷電路板，設(shè)計用于插入總線。圖形卡使用計算機總線作為通信路徑與處理器通信。

　　總線的優(yōu)點是它使零件更容易互換。如果您想獲得更好的顯卡，只需從總線上拔下舊卡并插入新卡即可。如果您的計算機上需要兩臺顯示器，請將兩個圖形卡插入總線。等等。

　　在本文中，您將了解其中一些巴士。我們將專注于稱為外圍組件互連(PCI)的總線。我們將討論PCI是什么，它是如何工作的以及如何使用它，我們將展望總線技術(shù)的未來。

　　系統(tǒng)總線與 PCI 總線

　　上圖顯示了各種總線如何連接到 CPU。20或30年前，處理器的速度非常慢，以至于處理器和總線是同步的——總線以與處理器相同的速度運行，機器中只有一條總線。今天，處理器運行得如此之快，以至于大多數(shù) 計算機 有兩輛或更多輛公共汽車。每輛公共汽車都專門用于某種類型的交通。

　　如今，典型的臺式電腦有兩個主要總線：

　　第二個是較慢的總線，用于與硬盤和聲卡等東西進行通信。這種類型的一種非常常見的總線稱為PCI總線。這些較慢的總線通過網(wǎng)橋連接到系統(tǒng)總線，網(wǎng)橋是計算機芯片組的一部分，充當交通警察，將來自其他總線的數(shù)據(jù)集成到系統(tǒng)總線上。

　　從技術(shù)上講，還有其他巴士。例如，通用串行總線 (USB) 是一種將相機、掃描儀和打印機等設(shè)備連接到計算機的方法。它使用細線連接到設(shè)備，許多設(shè)備可以同時共享該線。 火線 是另一輛公共汽車，今天主要用于攝像機和外部硬盤驅(qū)動器。

　　接下來，了解 PCI 總線的歷史。

　　PCI 歷史

　　原始IBM PC(大約1982年)中的原始PC總線寬度為16位，工作頻率為4.77 MHz。它正式被稱為ISA巴士。這種總線設(shè)計能夠以高達9 MBps(兆字節(jié)/秒)左右的速率傳遞數(shù)據(jù)，即使對于當今的許多應(yīng)用來說也足夠快。

　　幾年前，ISA總線仍在許多上使用 計算機.該總線接受1980年代初為原始IBM PC開發(fā)的計算機卡。即使在有更先進的技術(shù)可以取代ISA總線之后，它仍在使用。

　　它的長壽有幾個關(guān)鍵原因：

　　與大量硬件制造商長期兼容。

　　在多媒體興起之前，很少有硬件外圍設(shè)備充分利用新總線的速度。

　　隨著技術(shù)的進步和ISA總線未能跟上，其他公共汽車被開發(fā)出來。其中的關(guān)鍵是擴展行業(yè)標準架構(gòu)(EISA) - 在8 MHz時為32位 - 和Vesa Local Bus(VL-Bus)。VL-Bus(以創(chuàng)建該標準的視頻電子標準協(xié)會VESA命名)的酷之處在于，它是32位寬的，并且以本地總線的速度運行，這通常是處理器本身的速度。VL-Bus基本上直接連接到CPU。這對于單個設(shè)備甚至兩個設(shè)備都有效。但是將兩個以上的設(shè)備連接到VL-Bus可能會干擾CPU的性能。因此，VL-Bus通常僅用于連接 顯卡，一個真正受益于高速訪問 CPU 的組件。

　　在 1990 年代初期，英特爾引入了一種新的總線標準供考慮， 外圍組件互連 (PCI) 總線。PCI 在 ISA 和 VL-Bus 之間呈現(xiàn)了某種混合。它為連接的設(shè)備提供對系統(tǒng)內(nèi)存的直接訪問，但使用網(wǎng)橋連接到前端總線，從而連接到 CPU。基本上，這意味著它能夠比VL-Bus具有更高的性能，同時消除了對CPU干擾的可能性。

　　在下一頁了解有關(guān) PCI 總線和 PCI 卡開發(fā)的更多信息。

　　前端總線、后端總線和 PCI 卡

　　總線類型

　　HOWSTUFFWORKS.COM前端總線是一種物理連接，它實際上將處理器連接到 計算機，包括主存儲器(公羊)、硬盤和PCI插槽。如今，前端總線通常以400 MHz運行，而較新的系統(tǒng)則以800 MHz運行。

　　背面總線是處理器和 2 級之間的單獨連接 緩存.此總線的運行速度比前端總線快，通常與處理器的速度相同，因此所有緩存都盡可能高效地工作。多年來，后側(cè)巴士不斷發(fā)展。在 1990 年代，背面總線是將主處理器連接到片外緩存的電線。這個緩存實際上是一個單獨的芯片，需要昂貴的內(nèi)存。從那時起，2級緩存已集成到主處理器中，使處理器更小，更便宜。由于緩存現(xiàn)在位于處理器本身上，因此在某些方面，后端總線不再是真正的總線。

　　PCI可以連接比VL-Bus更多的設(shè)備，最多五個外部組件。外部組件的五個連接器中的每一個都可以替換為兩個固定設(shè)備。 母板.此外，您可以在同一臺計算機上擁有多個 PCI 總線，盡管很少這樣做。PCI 橋接芯片獨立于 中央處理器的速度.這提供了更高程度的可靠性，并確保PCI硬件制造商確切地知道要設(shè)計什么。

　　PCI 最初使用 32 位寬路徑在 33 MHz 下工作。對標準的修訂包括將速度從33 MHz提高到66 MHz，并將位數(shù)翻倍至64。目前，PCI-X 以 64 MHz 的速度提供 133 位傳輸，以實現(xiàn)驚人的 1-GBps(每秒千兆字節(jié))傳輸速率!

　　PCI 卡使用 47 針腳。

　　PCI 卡使用 47 個引腳進行連接(主卡為 49 個引腳，無需 CPU 干預即可控制 PCI 總線)。由于硬件多路復用，PCI 總線能夠使用如此少的引腳，這意味著器件通過單個引腳發(fā)送多個信號。此外，PCI 支持使用 5 伏或 3.3 伏的設(shè)備。

　　盡管英特爾在1991年提出了PCI標準，但直到Windows 95(1995年)的到來才普及。對PCI的突然興趣是由于Windows 95支持一個名為的功能。 即插即用 (PnP)，我們將在下一節(jié)中討論。

　　即插即用

　　即插即用 (PnP) 意味著您可以連接設(shè)備或?qū)⒖ú迦肽?計算機 它會自動識別并配置為在您的系統(tǒng)中工作。PnP是一個簡單的概念，但計算機行業(yè)需要共同努力才能實現(xiàn)它。英特爾創(chuàng)建了 PnP 標準，并將其納入 PCI 設(shè)計中。但直到幾年后，主流操作系統(tǒng)Windows 95才為PnP提供了系統(tǒng)級支持。PnP的引入加速了對帶有PCI的計算機的需求，很快取代ISA成為首選總線。

　　要完全實現(xiàn)，PnP 需要三件事：

　　PnP 生物簡介 - 啟用 PnP 和檢測 PnP 設(shè)備的核心實用程序。BIOS 還會讀取 ESCD 以獲取現(xiàn)有 PnP 設(shè)備上的配置信息。

　　擴展系統(tǒng)配置數(shù)據(jù) (ESCD) - 包含有關(guān)已安裝 PnP 設(shè)備的信息的文件。

　　PnP 操作系統(tǒng) - 任何支持 PnP 的操作系統(tǒng)(如 Windows XP)。操作系統(tǒng)中的 PnP 處理程序完成由 BIOS 為每個 PnP 設(shè)備啟動的配置過程。PnP 自動執(zhí)行幾個關(guān)鍵任務(wù)，這些任務(wù)通常是手動完成的，也可以使用硬件制造商提供的安裝實用程序完成。這些任務(wù)包括以下設(shè)置：

　　中斷請求 (IRQ) - IRQ，也稱為硬件中斷，由計算機的各個部分用于引起 CPU 的注意。例如，鼠標每次移動時都會發(fā)送一個 IRQ，讓 CPU 知道它正在做某事。在PCI之前，每個硬件組件都需要單獨的IRQ設(shè)置。但 PCI 管理總線橋上的硬件中斷，允許它對多個 PCI 設(shè)備使用單個系統(tǒng) IRQ。

　　直接內(nèi)存訪問 (DMA) - 這僅意味著設(shè)備配置為無需先咨詢 CPU 即可訪問系統(tǒng)內(nèi)存。

　　內(nèi)存地址 - 為許多設(shè)備分配了一部分系統(tǒng)內(nèi)存，供該設(shè)備獨占使用。這可確保硬件具有正常運行所需的資源。

　　輸入/輸出 (I/O) 配置 - 此設(shè)置定義設(shè)備用于接收和發(fā)送信息的端口。

　　雖然 PnP 使將設(shè)備添加到計算機變得更加容易，但它并非萬無一失。

　　PnP BIOS 開發(fā)人員、PCI 設(shè)備制造商和 微軟 導致許多人將PnP稱為“插頭和 祈禱但是PnP的總體效果是大大簡化了升級計算機以添加新設(shè)備或替換現(xiàn)有設(shè)備的過程。

　　PCI 與 AGP

　　PCI總線足以使用多年，為大多數(shù)用戶可能想要連接的所有外圍設(shè)備提供足夠的帶寬。除了一個：顯卡。在 1990 年代中期，顯卡變得越來越強大，3D 游戲?qū)π阅艿囊笤絹碓礁?。PCI 總線無法處理主處理器和圖形處理器之間傳遞的所有信息。因此，英特爾開發(fā)了加速圖形端口 (AGP)。AGP是完全專用于顯卡的總線。跨 AGP 總線的帶寬不與任何其他組件共享。盡管PCI仍然是大多數(shù)外圍設(shè)備的首選總線，但AGP已經(jīng)接管了圖形處理的專門任務(wù)。然而，一種新的總線技術(shù)已經(jīng)進入市場，這可能意味著AGP的終結(jié)。本文后面會詳細介紹這一點，敬請期待。

　　添加 PCI 設(shè)備

　　此主板有四個PCI插槽。假設(shè)您剛剛添加了一個新的基于 PCI 的 聲卡 到您的 Windows XP 計算機。下面是它如何工作的示例。

　　打開計算機機箱并將聲卡插入 母板.

　　關(guān)閉計算機機箱并打開計算機電源。

　　系統(tǒng)介紹 生物簡介 啟動 PnP BIOS。

　　PnP BIOS 掃描 PCI 總線以查找硬件。它通過向連接到總線的任何設(shè)備發(fā)送信號來做到這一點，詢問設(shè)備是誰。

　　聲卡通過標識自身進行響應(yīng)。設(shè)備 ID 通過總線發(fā)送回 BIOS。

　　PnP BIOS 檢查 ESCD，以查看聲卡的配置數(shù)據(jù)是否已存在。由于聲卡剛剛安裝，因此沒有現(xiàn)有的 ESCD 記錄。

　　PnP BIOS 將 IRQ、DMA、內(nèi)存地址和 I/O 設(shè)置分配給聲卡，并將數(shù)據(jù)保存在 ESCD 中。

　　Windows XP啟動。它檢查 ESCD 和 PCI 總線。操作系統(tǒng)檢測到聲卡是新設(shè)備，并顯示一個小窗口，告訴您 Windows 已找到新硬件并確定它是什么。

　　在許多情況下，Windows XP將識別設(shè)備，找到并加載必要的驅(qū)動程序，然后您就可以開始使用了。如果沒有，將打開“找到新硬件向?qū)А薄＿@將指導您從聲卡隨附的光盤上安裝驅(qū)動程序。

　　安裝驅(qū)動程序后，設(shè)備應(yīng)可供使用。某些設(shè)備可能需要重新啟動計算機，然后才能使用它們。在我們的示例中，聲卡立即可供使用。

　　您希望從已插入聲卡的外部磁帶卡座捕獲一些音頻。您設(shè)置聲卡附帶的錄音軟件并開始錄音。

　　音頻通過外部音頻連接器進入聲卡。聲卡將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

　　來自聲卡的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過PCI總線傳輸?shù)娇偩€控制器?？刂破鞔_定 PCI 設(shè)備上的哪個設(shè)備優(yōu)先將數(shù)據(jù)發(fā)送到 CPU。它還檢查數(shù)據(jù)是直接進入 CPU 還是系統(tǒng)內(nèi)存。

　　由于聲卡處于記錄模式，總線控制器為來自它的數(shù)據(jù)分配高優(yōu)先級，并通過總線橋?qū)⒙暱ǖ臄?shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)總線。

　　系統(tǒng)總線將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)內(nèi)存中。錄制完成后，您可以決定聲卡中的數(shù)據(jù)是保存到硬盤驅(qū)動器還是保留在內(nèi)存中以進行其他處理。

　　PCI 標準和 PCI Express

　　隨著處理器速度在GHz范圍內(nèi)穩(wěn)步攀升，許多公司正在狂熱地開發(fā)下一代總線標準。許多人認為PCI就像之前的ISA一樣，正在迅速接近其所能做的上限。

　　所有擬議的新標準都有一些共同點。他們建議取消PCI中使用的共享總線技術(shù)，并轉(zhuǎn)向 點對點交換連接.這意味著總線上的兩個設(shè)備(節(jié)點)之間的直接連接是在它們相互通信時建立的?；旧?，當這兩個節(jié)點正在通信時，沒有其他設(shè)備可以訪問該路徑。通過提供多個直接鏈路，這樣的總線可以允許多個設(shè)備進行通信，而不會相互減慢速度。

　　HyperTransport是由Advanced Micro Devices，Inc.(AMD)提出的標準，被AMD吹捧為PCI的自然發(fā)展。對于節(jié)點之間的每個會話，它提供兩個點對點鏈接。每個鏈路的寬度可以從 2 位到 32 位不等，支持每秒 6.4 GB 的最大傳輸速率。HyperTransport 專門設(shè)計用于將內(nèi)部計算機組件相互連接，而不是用于連接外部設(shè)備(如可移動驅(qū)動器)。橋接芯片的開發(fā)將使PCI設(shè)備能夠訪問HyperTransport總線。

　　PCI-Express由英特爾開發(fā)(以前稱為3GIO或第三代I / O)，看起來是總線技術(shù)的“下一件大事”。起初，為高端服務(wù)器開發(fā)了更快的總線。這些被稱為PCI-X和PCI-X 2.0，但它們不適合家用電腦市場，因為它的制造成本非常高。 主板 與 PCI-X。

　　PCI-Express是一個完全不同的野獸 - 它針對家用計算機市場，不僅可以徹底改變計算機的性能，還可以徹底改變家用計算機系統(tǒng)的形狀和形式。這種新總線不僅比PCI更快，而且能夠處理更多的帶寬。PCI-Express是一個點對點系統(tǒng)，它可以提供更好的性能，甚至可能使主板的制造更便宜。PCI-Express插槽也將接受較舊的PCI卡，這將幫助它們比每個人的PCI組件突然變得無用時更快地流行起來。

　　它也是可擴展的?；镜腜CI-Express插槽將是1x連接。這將為高速互聯(lián)網(wǎng)連接和其他外圍設(shè)備提供足夠的帶寬。1x 表示有一條通道來傳輸數(shù)據(jù)。如果組件需要更多帶寬，可以將PCI-Express 2x、4x、8x和16x插槽內(nèi)置到主板中，從而增加更多通道并允許系統(tǒng)通過連接傳輸更多數(shù)據(jù)。事實上，PCI-Express 16x插槽已經(jīng)可用來代替 阿格普 某些主板上的顯卡插槽。PCI-Express 16x顯卡目前處于最前沿，售價超過500美元。隨著價格的下降以及為處理新卡而構(gòu)建的主板變得越來越普遍，AGP可能會消失在歷史中。

　　有關(guān) PCI 和相關(guān)主題的更多信息，請查看下一頁上的鏈接。

　　PCI Express 和未來

　　PCI-Express可能意味著不僅僅是更快的計算機。隨著技術(shù)的發(fā)展，計算機制造商可以設(shè)計帶有PCI-Express連接器的主板，這些連接器連接到特殊電纜。這可以允許完全模塊化的計算機系統(tǒng)，就像家庭立體聲系統(tǒng)一樣。您將有一個裝有主板和處理器的小盒子以及一系列PCI-Express連接插孔。外部硬盤驅(qū)動器可以通過USB 2.0或PCI-Express連接。還可以連接包含聲卡、視頻卡和調(diào)制解調(diào)器的小模塊。您的計算機可以按照您想要的任何方式排列，而不是一個大盒子，并且它只會與您需要的組件一樣大。

　　常見問題

　　PCI 是什么意思?

　　支付卡行業(yè) (PCI) 是一套安全標準，旨在確保所有處理、存儲或傳輸信用卡信息的公司維護安全的環(huán)境。