PCI总线技术知识介绍

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 PCI总线技术是一种计算机硬件系统中的扩展总线标准，由英特尔公司在1991年推出。这个标准的主要目的是为了在计算机内部提供一个高速的数据传输路径，使得外部设备如显卡、声卡、网卡等能够与CPU高效通信。PCI总线的出现极大地提升了计算机系统的扩展性和性能。 PCI插槽是PCI总线的物理接口，通常呈现乳白色，位于主板的特定位置，如AGP插槽下方，ISA插槽上方。根据描述，标准的ATX主板通常配备5到6个PCI插槽，而MATX主板则有2到3个。这些插槽使得用户可以根据需要添加各种PCI兼容的扩展卡，增强计算机的功能。 PCI总线最初设计的工作频率为33MHz，提供32位的数据宽度，传输带宽可达133MB/s。随着技术的发展，出现了64位的PCI总线和64MHz的工作频率，以适应更高的数据处理需求。PCI总线采用了总线主控技术，允许智能PCI设备并行执行任务，提高了系统的响应速度。此外，多路复用技术允许总线上同时传输多个信号，增强了系统资源的利用率。 然而，随着时间的推移，PCI总线的带宽（133MB/s）逐渐无法满足高性能显卡的需求。因此，Intel推出了PCI Express（PCIe）作为PCI的替代品。PCIe采用了串行传输方式，显著提高了数据传输速率。例如，PCIe 1.0规范的传输速率为2.5GB/s，而PCIe 2.0则提升到了5GB/s。目前，主流的显卡接口普遍支持PCIe 2.0，提供了更高效的带宽支持。 在设计支持PCI或PCIe的主板时，PCB（印制电路板）的设计至关重要。为了确保信号的稳定传输，需要遵循一定的设计规则，例如： 1. 卡存在信号（PRSNT1#和PRSNT2#）的处理，通过它们来识别PCI设备是否已正确插入。 2. 限制信号线的长度，32位PCI信号线不应超过1.5英寸（约38mm），建议使用弧线或45°走线，避免直角，以减少信号损失。 3. 对于CLK信号线，要求长度约为2.5英寸（83mm），并应远离其他信号线，以减少干扰。可以采用蛇形线布局来调整线长。 4. 电源线的选择应满足设备的功率需求，提供足够的电流稳定性，可以通过增加电源引脚的数量来实现。 5. 保持时钟信号线的长度在50至85mm之间，并在两侧和背面添加接地线，以降低噪声和提高信号质量。 PCI总线技术是计算机扩展性的一个重要里程碑，它的出现极大地推动了外设与CPU间的高速数据交换。而PCIe的出现，则进一步提升了这个标准，为高性能设备提供了更快的传输速度，满足了现代计算需求。在实际设计中，遵循正确的PCB布线原则是保证系统稳定性和性能的关键。