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pci_pcie_cpci详解及区别.docx
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一、PCI: PCI,外设组件互连标准(Peripheral Component Interconnection)
一种由英特尔(Intel)公司 1991 年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达 10 个遵从 PCI 标准的扩展卡。最早提出的 PCI 总线工作
在 33MHz 频率之下,传输带宽达到 133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求,1993 年又提出了 64bit 的 PCI
总线,后来又提出把 PCI 总线的频率提升到 66MHz。目前广泛采用的是 32-bit、33MHz 的 PCI 总线,64bit 的 PCI 插槽更多是应用于服务器产品。从结构上
看,PCI 是在 CPU 和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供
信号缓冲,能在高时钟频率下保持高性能,社和为显卡,声卡,网卡,MODEM 等设备提供连接接口,工作频率为 33MHz/66MHz。
PCI 总线系统要求有一个 PCI 控制卡,它必须安装在一个 PCI 插槽内。这种插槽是目前主板带有最多数量的插槽类型,在当前流行的台式机主板上,ATX 结构
的主板一般带有 5~6 个 PCI 插槽,而小一点的MATX主板也都带有 2~3 个 PCI 插槽。根据实现方式不同,PCI 控制器可以与 CPU 一次交换 32 位或 64 位数
据,它允许智能 PCI 辅助适配器利用一种总线主控技术与 CPU 并行地执行任务。PCI 允许多路复用技术,即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。
由于 PCI 总线只有 133MB/s 的带宽,对声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余,但对性能日益强大的显卡则无法满足其需求。Intel 在 2001
年春季的 IDF 上,正式公布了旨在取代 PCI 总线的第三代 I/O 技术,该规范由 Intel 支持的 AWG(Arapahoe Working Group)负责制定。2002 年 4 月 17 日,AWG
正式宣布 3GIO1.0 规范草稿制定完毕,并移交 PCI-SIG(PCI 特别兴趣小组,PCI-Special Interest Group)进行审核。开始的时候大家都以为它会被命名为 Serial
PCI(受到串行 ATA的影响),但最后却被正式命名为 PCI Express,Express 意思是高速、特别快的意思。
2002 年 7 月 23 日,PCI-SIG 正式公布了 PCI Express 1.0 规范,并于 2007 年初推出 2.0 规范(Spec 2.0),将传输率由 PCI Express 1.1 的 2.5GB/s 提升到
5GB/s。
二、PCIX PCI-X 接口是并连的 PCI 总线的更新版本,仍采用传统的总线技术,不过有更多数量的接线针脚,同时,如前所述的所有的连接装置会共享所有可用
的频宽。 与原先 PCI 接口所不同的是:一改过去的 32 位,PCI-X 采用 64 位宽度来传送数据,所以频宽自动就倍增两倍,而扩充槽的长度当然就不可避免的
加大了,除此之外,其余的包括传输通讯协议、讯号和标准的接头格式都一并兼容,好处是3.3V 的 32 位的 PCI 适配卡可以用在 PCI-X 扩充槽上,当然如果你
愿意,也可以将 64 位 PCI-X 适配卡接在 32 位 PCI 扩充槽上,不过,频宽速度将会大减。 这个总线宽度倍增的改良版本对一些专业储存控制器,例如 SCSI、
iSCSI、光纤信道(Fibre Channel)、10GBit 以太网和 InfiniBand 等其他传输装置,仍然无法提供足够的频宽,因此引进 PCI-SIG 接口以提供数个不同速度等
级,可以从 PCI-X 66 一路上到 PCI-X 533 规格,以下表列这些技术细节:总线宽度 频率速度 功能 频宽 PCI-X 66 64 位 66MH Hot Plugging,3.3V 533MB/s
PCI-X 133 64 位 133MHz Hot Plugging,3.3V 1.06GB/s PCI-X 266 64 位/16 位选项 133MHz Double Data Rate Hot Plugging,3.3V&1.5V ECC supported
2.13gb/S PCI-X 533 64/16 位选项 133MHz Quad Data Rate Hot Plugging,3.3&1.5V ECC supported 4.26GB/s 你可以看到当频率速度到达了 PCI-X 133 的
133MHz 事后,就再也升不上去,为了让频宽能够倍增,于是不惜将主存储器及前端总线上已经行之有年而且路人皆知的技术搬过来,因此,PCI-X 266 用上
Double Data Rate 技术,让每一个时钟脉冲的上升与下降边缘都可以传输数据,所以又多出了一倍的机会来传输数据,而 PCI-X 533 规格更进一步采用每一个
时钟脉冲可以传送四次的技术,英特尔早在所有的 Pentium 4 和 Xeon 处理器的前端总线就用上这些技术了。
三、PCIE: PCI-Express 是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代 I/O 接口标准。交
由 PCI-SIG(PCI 特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的 PCI 和 AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就
是数据传输速率高,目前最高可达到 10GB/s 以上,而且还有相当大的发展潜力。PCI Express 也有多种规格,从 PCI Express 1X 到 PCI Express 16X,能满
足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持 PCI Express 的主要是英特尔的 i915 和 i925 系列芯片组。当然要实现全面取代 PCI 和 AGP
也需要一个相当长的过程,就象当初 PCI 取代 ISA 一样,都会有个过渡的过程。
四、CPCI Compact PCI(Compact Peripheral Component Interconnect)简称 CPCI,中文又称紧凑型 PCI,是国际工业计算机制造者联合会(PCI Industrial
Computer Manufacturer's Group,简称 PICMG)于 1994 提出来的一种总线接口标准。是以 PCI 电气规范为标准的高性能工业用总线。CPCI 的 CPU 及外设
同标准 PCI 是相同的,并且 CPCI 系统使用与传统 PCI 系统相同的芯片、防火墙和相关软件。从根本上说,它们是一致的,因此操作系统、驱动和应用程序都
感觉不到两者的区别,将一个标准 PCI 插卡转化成 CPCI 插卡几乎不需重新设计,只要物理上重新分配一下即可。为了将 PCI SIG 的 PCI 总线规范用在工业控
制计算机系统,1995 年 11 月 PICMIG 颁布了 CPCI 规范 1.0 版,以后相继推出了 PCI-PCI Bridge 规范、Computer Telephony TDM规范和 User-defined I/O pin
assignment 规范。简言之 CPCI 总线 = PCI 总线的电气规范 + 标准针孔连接器+ 欧洲卡规范。 CPCI 的出现不仅让诸如 CPU、硬盘等许多原先基于 PC 的技
术和成熟产品能够延续应用,也由于在接口等地方做了重大改进,使得采用 CPCI 技术的服务器、工控电脑等拥有了高可靠性、高密度的优点。CPCI 是基于
PCI 电气规范开发的高性能工业总线,适用于 3U 和 6U 高度的电路插板设计。CPCI 电路插板从前方插入机柜,I/O 数据的出口可以是前面板上的接口或者机柜
的背板。它的出现解决了多年来电信系统工程师与设备制造商面临的棘手问题,比如传统电信设备总线VME 与工业标准 PCI 总线不兼容问题。CPCI 技术是在
PCI 技术基础之上经过改造而成,其特点具体有三个方面: 一是继续采用 PCI 局部总线技术; 二是抛弃 IPC 传统机械结构,改用经过 20 年实践检验了的高
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春哥111
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