外设组件互连标准

周边元件互连标准（Peripheral Component Interconnect），或称个人电脑界面（Personal Computer Interface），实际应用中简称为PCI，是一种连接电脑主板和外部设备的总线标准。一般PCI装置可分为以下两种形式：

- 直接内建于主板上的积体电路，在PCI规范中称作“嵌入装置”（planar device）；或者
- 安装在插槽上的扩展卡。

PCI总线常见于现代的个人电脑中，并已取代了ISA和VESA局部总线，成为了标准扩充总线。PCI总线亦常见于其他电脑类型中。PCI总线最终将被PCI Express和其他更先进的技术取代，这些技术现在已经被用于最新款的电脑中。

PCI规范规定了该总线的物理尺寸（包括线宽）、电气特性、总线时序和协议。该规范可从美国PCI-SIG协会购得。

常见的PCI卡包括网络卡、声卡、调制解调器、电视调谐器和磁盘控制器等，另外还有USB和串列埠等端口。原本显卡通常也是PCI装置，但很快其频宽已不足以支援显卡的性能。PCI显卡现在仅用在需要额外的外接显示器或主板上没有AGP和PCI Express槽的情况。

## 历史

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PCI标准的开发于1990年前后开始于英特尔。1992年6月22日，英特尔发表PCI 1.0标准，该标准仅限于组件级规范。1993年4月30日，PCI-SIG发表了PCI 2.0标准，这个标准第一次建立了连接器与主板插槽间的标准。

PCI标准被立即应用于服务器中，取代了先前的MCA及EISA，成为服务器扩展总线的不二选择。在主流个人计算机中，PCI标准则缓慢地取代着VESA局部总线（VLB）；直至1994年后期第二代奔腾PC推出后，该标准方得以实现具有重要意义的市场突破。1996年，VLB彻底退出了个人计算机市场，制造厂商甚至将PCI标准应用于486计算机中。EISA标准则与PCI标准共存使用至2000年。苹果电脑在1995年中期将PCI标准应用于专业产品Power Macintosh电脑中（而取代了NuBus），而消费者产品Macintosh Performa则于1996年中期完成了换代（取代了LC PDS）。

后续版本的PCI标准不断加入了新的功能与性能提升，包括66 MHz/3.3V标准，133 MHz PCI-X以及适应多种主板板型等。2004年，串行总线标准PCI Express面世后，主板制造商逐渐减少了传统PCI插槽，而引入PCI Express接口。虽然这两种接口还会同时并存，2015年Intel发表Intel 100系列主板仍有PCI插槽，但是传统的PCI总线将会慢慢地消失。

## 主要概念

PCI设备：符合PCI总线标准的设备就被称为PCI设备，PCI总线架构中可以包含多个PCI设备。

PCI总线：在系统中可以有多条，类似于树状结构进行扩展。每条PCI总线都可以连接多个PCI设备。通过桥实现上下级PCI总线互连。

PCI桥：连接PCI总线之间的纽带。

PCI是个并行总线。在一个时钟周期内32个bit（后扩展到64）同时被传输。地址和数据在一个时钟周期内按照协议，分别一次被传输。PCI地址空间与处理器地址空间隔离。在Host bridge中含有许多缓冲，这些缓冲使得处理器总线与PCI总线工作在各自的时钟频率中，彼此互不干扰。

## 中断

PCI中断的最大特点是可以共用。PCI bus有四条中断线，所有PCI device共同使用这4条线向系统申请中断。共有4种 PCI中断，分别为INTA#、INTB#、INTC#和INTD#。

## 硬件规格

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下列的PCI规格一般用于个人电脑。工作站、服务器可能支援64-Bit规格的PCI。

- 33.33 MHz 时钟的同步传输
- 最大传输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总线宽度
- 32或64位元的内存位址（4 gigabytes or 16 exabytes）
- 32位元I/O port空间
- 256-byte（每个装置）配置空间
- 5-volt讯息
- 反射波切换

## 常规PCI界面的升级版本和变体

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- PCI 2.2允许66MHz的信号传输（需要在3.3伏特的信号，传输速率峰值为533MB每秒）。
- PCI 2.3允许使用3.3伏特和通用标识符，但在5伏特的情况下不能使用。
- PCI 3.0是PCI总线的最后一个官方版本，彻底取消了对使用5伏特的设备的支持。这时又加入了transaction latency限制的规格
- PCI-X稍稍的改变协定并增加了资料传输速率到133MHz（尖峰传输速率为1066MB/s）。
- PCI-X 2.0指定了266MHz（尖峰传输速率为2133 MB/s）和533MHz速率，扩充可规划空间至4096 bytes，增加了16-bit的可变总线并且允许1.5伏特的电压讯号。
- 微型PCI是PCI 2.2版中的新要素，主要用于笔记型电脑的内部。
- Cardbus是32位33MHz的PCI，是PCMCIA的要素。
- 紧凑型PCI，uses Eurocard-sized modules plugged into a PCI backplane。
- PC/104-Plus是一种利用PCI总线连接多个连接器的工业总线。
- 高级电讯计算体系（ATCA）是电讯工业下一代总线。

## PCI Express

PCI Express，即PCI-E（旧称3GIO/Arapaho），是一种利用PCI的规划概念，利用一系列物理层协议和不同的连接器的新型界面。PCI-E是PCI及其衍生的AGP接口的取代品。

## PCI总线讯号

PCI总线transactions被控制于5个主要的控制讯息（control signals），有2个是透过initiator of a transaction（FRAME# and IRDY#），有3个是透过target（DEVSEL#, TRDY#, and STOP#）。

## PCI实体板卡尺寸

- 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（又称Half-Height或Slim）

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

Low-Profile的档板（Bracket）标准尺寸：79.2mm（3.118"）。

- Mini PCI

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PCI 2.2版中，新增了Mini PCI，主要用在笔记型电脑上。其使用32位元, 33 MHz总线电力（3.3 V only; 5 V is limited to 100 mA），并且支援总线仲裁与DMA。

目前已有大量Mini PCI装置面市，例如Wi-Fi、Fast Ethernet、Bluetooth、调制解调器 (often Winmodems)、声卡、cryptographic accelerators、SCSI、PATA、SATA controllers以及combination cards等等。

## 注释

目前已知最新型的PCI界面显卡，是GeForce GT 610 PCI（SPARKLE制）以及ATI HD 4350 PCI（HIS制）和HIS HD 5450 PCI（HIS制）。

## 外部链接

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

## 基本资料

- 日语原文：PCI
- 英文全名：Peripheral Component Interconnect
- 中文全名：周边元件互连标准
- 研发日期：1993年7月
- 发明者：Intel
- 替代界面：PCI-Express
- 替代日期：2004年
- 最多连接：1
- 速度：133 MB/s（32位元总线及33MHz总线频率的标准配置）、266MB/s（32位元总线及66MHz总线频率，或者64位元总线及33MHz总线频率）、533MB/s（64位元总线及66MHz总线频率）
- 热插拔：选择性