PCI总线的基本概念
不同于ISA总线，PCI总线的地址总线与数据总线是分时复用的。这样做的好处是，一方面可以节省接插件的管脚数，另一方面便于实现突发数据传输。在做数据传输时，由一个PCI设备做发起者(主控，Initiator或Master)，而另一个PCI设备做目标(从设备，Target或Slave)。总线上的所有时序的产生与控制，都由Master来发起。PCI总线在同一时刻只能供一对设备完成传输，这就要求有一个仲裁机构(Arbiter)，来决定在谁有权力拿到总线的主控权。
当PCI总线进行操作时，发起者(Master)先置REQ#，当得到仲裁器(Arbiter)的许可时(GNT#)，会将FRAME#置低，并在AD总线上放置Slave地址，同时C/BE#放置命令信号，说明接下来的传输类型。所有PCI总线上设备都需对此地址译码，被选中的设备要置DEVSEL#以声明自己被选中。然后当IRDY#与TRDY#都置低时，可以传输数据。当Master数据传输结束前，将FRAME#置高以标明只剩最后一组数据要传输，并在传完数据后放开IRDY#以释放总线控制权。
这里我们可以看出，PCI总线的传输是很高效的，发出一组地址后，理想状态下可以连续发数据，峰值速率为132MB/s。实际上，目前流行的33M@32bit北桥芯片一般可以做到100MB/s的连续传输。
PCI总线的结构
图1 为1 个典型的 PC I 多总线系统结构图。
其主要 特点如下:
( 1 ) PC I 规则支持多总线结构。 在整个系统中, 存 在着3种不同的总线:
①HO ST B u s 为整个系统中最基本设备之间高性 能的连接, 它一般是 I T EL X 86 类型总线。
②PC I B u s 为系统高性能局部总线, 各种高性能 外设连于其上, 增强系统功能。
③L EGA CY B u s 为传统的性能较低的总线, 如 ISA 、 ISA 、 CA 总线。
( 2) 整个系统可以分为多个层次, 不同的总线通过桥路 (BR I GE ) 相连, 桥路的主要功能是在2 种不同的 D 信号环境间进行转换, 使不同总线间的数据传输可以 顺畅进行。
( 3 ) 在每条总线上接有各自的总线设备 (M A S2 T ER、 R GET M EM O R Y、 R GET I O ) , 这些设 TA TA 中断确认周期 ( in terrup t acknow ledge cycle ) 3 cycle ) 、 备增强系统功能, 整个总线系统为各设备之间可靠的 数据传输提供保障。
PCI总线的特点
①突出的性能。 总线宽度 32 位, 可升级至 64 位, 支 持突发工作方式, 同步操作时最大频率 33M H z, 数据 最大传输率 132 bp s ( 32 位 ) 或 264M bp s ( 64 位 ) 。 满足 M 了当前对 PC 机传输速度的要求。
②良好的兼容性。 I 总线部件和插板接口是相 PC 互独立的处理器, 所有目前和将来不同结构的处理器 都可以被很好地支持。
③即插即用。 I 设备都包含存有设备具体信息 PC 的寄存器, 这些信息可以使得系统 B I S 和操作系统 O 层的软件可以自动配置 PC I 总线部件 和插板。
④低成本。 采用最优化的芯片, 多路 复用体系减少了管脚个数和 PC I 部件, 基于 ISA 、 ISA 、 CA 的扩展板也可以 E M 在 PC I 总线上工作, 减少了用户开发费 用。
⑤多主能力。 支持任何 PC I 主设备 和从设备之间点对点的访问。
⑥定义了313V 和5V 2种信号环境, 5 313V 的组件技术可以使电压平滑过渡。
⑦高速缓存 (Cache) 支持。
PCI总线的主要功能
（1） 最大数据传输速率133MB/s
（2） 总线时钟频率33.3MHz/66MHz
（3） 支持10 台外设
（4） 时钟同步方式
（5） 与CPU 及时钟频率无关
（6） 总线宽度 32 位（5V）/64 位（3.3V）
（7） 能自动识别外设
PCI （Peripheral Component Interconnect）总线是一种高性能局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。在数字图形、图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。
PCI总线与VL-BUS的比较
随着GUI(Graphical User Interface)、多媒体等技术在PC机上的应用,传统的PC总线(如ISA、ISA、EMCA)由于其带宽的限制,已不能满足系统工作的要求。为此,在90年代初,由视频电子标准协会(VESA)和ITEL分别提出了VL-BUS和PCI(PeripheralN Component Interconnect)这2种先进的局部总线规范。它们都为系统提供了一个高速的数据传输通道,系统的各设备可直接或间接地连接其上,设备间通过局部总线可以完成数据的快速传送,从而很好地解决了数据传输的瓶颈问题。
2种局部总线相比,PCI总线由于是针对整个系统,而不象VL-BUS主要是针对图形加速,它可以带相对较多的负载且运行更为可靠;支持即插即用的结构;采用多路复用技术等一系列优点更受到了众多厂家的支持,成为市场的主流。目前PC机市场绝大多数的Pentium机都以PCI为系统总线。
