外設組件互連標準

周邊元件互連標準（Peripheral Component Interconnect），或稱個人電腦介面（Personal Computer Interface），實際應用中簡稱為PCI，是一種連接電腦主機板和外部設備的總線標準。一般PCI裝置可分為以下兩種形式：

- 直接內建於主機板上的積體電路，在PCI規範中稱作「嵌入裝置」（planar device）；或者
- 安裝在插槽上的擴展卡。

PCI總線常見於現代的個人電腦中，並已取代了ISA和VESA局部總線，成為了標準擴充總線。PCI總線亦常見於其他電腦類型中。PCI總線最終將被PCI Express和其他更先進的技術取代，這些技術現在已經被用於最新款的電腦中。

PCI規範規定了該總線的物理尺寸（包括線寬）、電氣特性、總線時序和協議。該規範可從美國PCI-SIG協會購得。

常見的PCI卡包括網路卡、音效卡、數據機、電視調諧器和磁碟控制器等，另外還有USB和串列埠等埠。原本顯示卡通常也是PCI裝置，但很快其頻寬已不足以支援顯示卡的性能。PCI顯示卡現在僅用在需要額外的外接顯示器或主板上沒有AGP和PCI Express槽的情況。

## 歷史

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PCI標準的開發於1990年前後開始於英特爾。1992年6月22日，英特爾發表PCI 1.0標準，該標準僅限於組件級規範。1993年4月30日，PCI-SIG發表了PCI 2.0標準，這個標準第一次建立了連接器與主板插槽間的標準。

PCI標準被立即應用於伺服器中，取代了先前的MCA及EISA，成為伺服器擴展總線的不二選擇。在主流個人電腦中，PCI標準則緩慢地取代著VESA局部總線（VLB）；直至1994年後期第二代奔騰PC推出後，該標準方得以實現具有重要意義的市場突破。1996年，VLB徹底退出了個人電腦市場，製造廠商甚至將PCI標準應用於486電腦中。EISA標準則與PCI標準共存使用至2000年。蘋果電腦在1995年中期將PCI標準應用於專業產品Power Macintosh電腦中（而取代了NuBus），而消費者產品Macintosh Performa則於1996年中期完成了換代（取代了LC PDS）。

後續版本的PCI標準不斷加入了新的功能與性能提升，包括66 MHz/3.3V標準，133 MHz PCI-X以及適應多種主板板型等。2004年，串行總線標準PCI Express面世後，主板製造商逐漸減少了傳統PCI插槽，而引入PCI Express接口。雖然這兩種接口還會同時並存，2015年Intel發表Intel 100系列主機板仍有PCI插槽，但是傳統的PCI總線將會慢慢地消失。

## 主要概念

PCI設備：符合PCI總線標準的設備就被稱為PCI設備，PCI總線架構中可以包含多個PCI設備。

PCI總線：在系統中可以有多條，類似於樹狀結構進行擴展。每條PCI總線都可以連接多個PCI設備。通過橋實現上下級PCI總線互連。

PCI橋：連接PCI總線之間的紐帶。

PCI是個並行總線。在一個時鐘周期內32個bit（後擴展到64）同時被傳輸。地址和數據在一個時鐘周期內按照協議，分別一次被傳輸。PCI地址空間與處理器地址空間隔離。在Host bridge中含有許多緩衝，這些緩衝使得處理器總線與PCI總線工作在各自的時鐘頻率中，彼此互不干擾。

## 中斷

PCI中斷的最大特點是可以共用。PCI bus有四條中斷線，所有PCI device共同使用這4條線向系統申請中斷。共有4種 PCI中斷，分別為INTA#、INTB#、INTC#和INTD#。

## 硬體規格

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下列的PCI規格一般用於個人電腦。工作站、伺服器可能支援64-Bit規格的PCI。

- 33.33 MHz 時鐘的同步傳輸
- 最大傳輸133 MB/s（133 megabytes per second）for 32-bit bus width（33.33 MHz×32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s）
- 32-bit匯流排寬度
- 32或64位元的記憶體位址（4 gigabytes or 16 exabytes）
- 32位元I/O port空間
- 256-byte（每個裝置）配置空間
- 5-volt訊息
- 反射波切換

## 常規PCI界面的升級版本和變體

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- PCI 2.2允許66MHz的信號傳輸（需要在3.3伏特的信號，傳輸速率峰值為533MB每秒）。
- PCI 2.3允許使用3.3伏特和通用標識符，但在5伏特的情況下不能使用。
- PCI 3.0是PCI總線的最後一個官方版本，徹底取消了對使用5伏特的設備的支持。這時又加入了transaction latency限制的規格
- PCI-X稍稍的改變協定並增加了資料傳輸速率到133MHz（尖峰傳輸速率為1066MB/s）。
- PCI-X 2.0指定了266MHz（尖峰傳輸速率為2133 MB/s）和533MHz速率，擴充可規劃空間至4096 bytes，增加了16-bit的可變匯流排並且允許1.5伏特的電壓訊號。
- 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素，主要用於筆記型電腦的內部。
- Cardbus是32位33MHz的PCI，是PCMCIA的要素。
- 緊湊型PCI，uses Eurocard-sized modules plugged into a PCI backplane。
- PC/104-Plus是一種利用PCI總線連接多個連接器的工業總線。
- 高級電訊計算體系（ATCA）是電訊工業下一代總線。

## PCI Express

PCI Express，即PCI-E（舊稱3GIO/Arapaho），是一種利用PCI的規劃概念，利用一系列物理層協議和不同的連接器的新型界面。PCI-E是PCI及其衍生的AGP接口的取代品。

## PCI匯流排訊號

PCI匯流排transactions被控制於5個主要的控制訊息（control signals），有2個是透過initiator of a transaction（FRAME# and IRDY#），有3個是透過target（DEVSEL#, TRDY#, and STOP#）。

## PCI實體板卡尺寸

- Full-Height

高度107mm（4.2"）x深度312mm（12.283"）。

- Half-Length（De Facto Standard）

高度107mm（4.2"）x深度175.26mm（6.9"）。

- Low-Profile（又稱Half-Height或Slim）

高度64.41mm（2.536"），深度119.91mm（4.721"）~ 167.64mm（6.6"）。

Low-Profile的檔板（Bracket）標準尺寸：79.2mm（3.118"）。

- Mini PCI

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PCI 2.2版中，新增了Mini PCI，主要用在筆記型電腦上。其使用32位元, 33 MHz匯流排電力（3.3 V only; 5 V is limited to 100 mA），並且支援總線仲裁與DMA。

目前已有大量Mini PCI裝置面市，例如Wi-Fi、Fast Ethernet、Bluetooth、數據機 (often Winmodems)、音效卡、cryptographic accelerators、SCSI、PATA、SATA controllers以及combination cards等等。

## 注釋

目前已知最新型的PCI介面顯示卡，是GeForce GT 610 PCI（SPARKLE製）以及ATI HD 4350 PCI（HIS製）和HIS HD 5450 PCI（HIS製）。

## 外部連結

- PCI Special Interest Group
- PCI Configuration Space
- Linux with miniPCI cards
- PCI bus pinout and signals

## 基本資料

- 日語原文：PCI
- 英文全名：Peripheral Component Interconnect
- 中文全名：周邊元件互連標準
- 研發日期：1993年7月
- 發明者：Intel
- 替代介面：PCI-Express
- 替代日期：2004年
- 最多連接：1
- 速度：133 MB/s（32位元總線及33MHz總線頻率的標準配置）、266MB/s（32位元總線及66MHz總線頻率，或者64位元總線及33MHz總線頻率）、533MB/s（64位元總線及66MHz總線頻率）
- 熱插拔：選擇性