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PCI-E 4.0标准将发布 PC外部总线发展史回顾

导读: 近日消息,根据PCI SIG组织的最新规划,PCI-E 4.0标准将在2017年正式发布。PCI-E属于计算机外部总线,自从PC诞生以来先后发展了多种类型的外部总线,下面我们做一个简单介绍。

  OFweek电子工程网讯 近日消息,根据PCI SIG组织的最新规划,PCI-E 4.0标准将在2017年正式发布。PCI-E属于计算机外部总线,自从PC诞生以来先后发展了多种类型的外部总线,下面我们做一个简单介绍:

  1. ISA总线

  最早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT 电脑采用的系统总线,它基于8bit的8088 处理器,被称为PC总线或者PC/XT总线。

  1984年,IBM 推出基于16-bit Intel80286处理器的PC/AT 电脑,系统总线也相应地扩展为16bit,并被称呼为PC/AT 总线。而为了开发与IBM PC 兼容的外围设备,行业内便逐渐确立了以IBM PC总线规范为基础的ISA(工业标准架构:Industry StandardArchitecture )总线。SA总线有98只引脚。

  PCIE-4要来了 PC外部总线发展史回顾

  从图中的信号可以看出,ISA的信号与PC机(PC/XT、PC/AT)所使用的外围芯片以及CPU类型有着十分密切的关系。如8位ISA的地址与数据线本身就是8088的地址与数据线宽度,16位ISA的24位地址与16位数据与80286一致。8位ISA的IRQ与DRQ是1片8259和1片8237的信号,16位ISA的IRQ与DRQ则是2片8259和2片8237级连等。可以说ISA总线是IntelCPU及外围芯片信号的延伸。

  2. MCA总线

  MicroChannel Architecture(MCA)Bus 微通道体系结构(MCA)总线,知道这种总线的人比较少,是IBM的私有总线。MCA总线是IBM为帮助解决快速微处理器和相对慢的ISA总线之间的差异而开发的。虽然MCA总线不接收ISA型的主板,不兼容ISA,但它们提供的32位接口却比ISA更快,也可以更好地适应80386和80486微处理器的要求。 MCA总线采用单总线设计,通过使用多路复用器来处理存储器和输入/输出(I/0)接口的传输。多路复用器将总线分成多个不同的通道,每个通道可以处理不同的处理需求。这种设计没有多总线设计快,但在大多数情况下,却可以满足中等大小网络的服务器要求。如果在服务器上运行微处理器集中式应用程序,选择一个超级服务器也许是明智的,因为它具有超级吞吐率和多处理器能力。MAC受专利和许可协议保护,这限制了它发展为一种标准。另外,IBM还对MCA施加了一些限制,以防止和它的小型计算机系统竞争。由于这些原因,许多厂商使用了扩展工业标准体系结构(EISA)或开发专用的总线标准。

  3. EISA总线

  EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。它是在ISA总线的基础上使用双层插座,在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。在实用中,EISA总线完全兼容ISA总线信号。

  4. VESA总线

  VESA(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为VL(VESA local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和Cache 的直接相连,通常把这部分总线称为CPU总线或主总线,其他设备通过VL总线与CPU总线相连,所以VL总线被称为局部总线。它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64 位,使用33MHz时钟频率,最大传输率达132MB/s,可与CPU同步工作。是一种高速、高效的局部总线,可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。

  5. PCI总线

  PCI(peripheral component interconnect),它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小,其功能比VESA、ISA有极大的改善,支持突发读写操作,最大传输速率可达132MB/s,可同时支持多组外围设备。 PCI局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA(micro channel architecture)总线,但它不受制于处理器,是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。

  PCI总线是一种树型结构,并且独立于CPU总线,可以和CPU总线并行操作。PCI总线上可以挂接PCI设备和PCI桥片,PCI总线上只允许有一个PCI主设备,其他的均为PCI 从设备,而且读写操作只能在主从设备之间进行,从设备之间的数据交换需要通过主设备中转。PCI总线结构如下图所示。

  PCIE-4要来了 PC外部总线发展史回顾

  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。

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责任编辑:Trista
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