计算机的组件通过总线协同工作。了解 PCI 总线和 PCI 卡，例如上面的那个。查看更多 电脑硬件图片.自几十年前台式计算机首次开发以来，计算机组件的功能和速度一直在稳步增长。软件制造商创建能够利用最新进展的新应用程序 处理器速度 和硬盘容量，而硬件制造商则急于改进组件和设计新技术，以满足高端软件的需求。

　　然而，有一个元素经常被忽视 - 总线.从本质上讲，总线是 计算机.拥有高速公交车与在汽车中拥有良好的变速箱一样重要。如果你有一个 700 马力的发动机和一个便宜的变速器，你就无法将所有的动力都带到路上。有许多不同类型的巴士。

　　总线的概念很简单 - 它允许您将组件连接到计算机的处理器。您可能想要连接的一些组件包括 硬盘、内存、音响系统、视频系统等。例如，要查看计算机正在执行的操作，通常使用 CRT 或 液晶显示器 屏幕。您需要特殊的硬件来驱动屏幕，因此屏幕由 显卡.图形卡是一种小型印刷电路板，设计用于插入总线。图形卡使用计算机总线作为通信路径与处理器通信。

　　总线的优点是它使零件更容易互换。如果您想获得更好的显卡，只需从总线上拔下旧卡并插入新卡即可。如果您的计算机上需要两台显示器，请将两个图形卡插入总线。等等。

　　在本文中，您将了解其中一些巴士。我们将专注于称为外围组件互连(PCI)的总线。我们将讨论PCI是什么，它是如何工作的以及如何使用它，我们将展望总线技术的未来。

　　系统总线与 PCI 总线

　　上图显示了各种总线如何连接到 CPU。20或30年前，处理器的速度非常慢，以至于处理器和总线是同步的——总线以与处理器相同的速度运行，机器中只有一条总线。今天，处理器运行得如此之快，以至于大多数 计算机 有两辆或更多辆公共汽车。每辆公共汽车都专门用于某种类型的交通。

　　如今，典型的台式电脑有两个主要总线：

　　第二个是较慢的总线，用于与硬盘和声卡等东西进行通信。这种类型的一种非常常见的总线称为PCI总线。这些较慢的总线通过网桥连接到系统总线，网桥是计算机芯片组的一部分，充当交通警察，将来自其他总线的数据集成到系统总线上。

　　从技术上讲，还有其他巴士。例如，通用串行总线 (USB) 是一种将相机、扫描仪和打印机等设备连接到计算机的方法。它使用细线连接到设备，许多设备可以同时共享该线。 火线 是另一辆公共汽车，今天主要用于摄像机和外部硬盘驱动器。

　　接下来，了解 PCI 总线的历史。

　　PCI 历史

　　原始IBM PC(大约1982年)中的原始PC总线宽度为16位，工作频率为4.77 MHz。它正式被称为ISA巴士。这种总线设计能够以高达9 MBps(兆字节/秒)左右的速率传递数据，即使对于当今的许多应用来说也足够快。

　　几年前，ISA总线仍在许多上使用 计算机.该总线接受1980年代初为原始IBM PC开发的计算机卡。即使在有更先进的技术可以取代ISA总线之后，它仍在使用。

　　它的长寿有几个关键原因：

　　与大量硬件制造商长期兼容。

　　在多媒体兴起之前，很少有硬件外围设备充分利用新总线的速度。

　　随着技术的进步和ISA总线未能跟上，其他公共汽车被开发出来。其中的关键是扩展行业标准架构(EISA) - 在8 MHz时为32位 - 和Vesa Local Bus(VL-Bus)。VL-Bus(以创建该标准的视频电子标准协会VESA命名)的酷之处在于，它是32位宽的，并且以本地总线的速度运行，这通常是处理器本身的速度。VL-Bus基本上直接连接到CPU。这对于单个设备甚至两个设备都有效。但是将两个以上的设备连接到VL-Bus可能会干扰CPU的性能。因此，VL-Bus通常仅用于连接 显卡，一个真正受益于高速访问 CPU 的组件。

　　在 1990 年代初期，英特尔引入了一种新的总线标准供考虑， 外围组件互连 (PCI) 总线。PCI 在 ISA 和 VL-Bus 之间呈现了某种混合。它为连接的设备提供对系统内存的直接访问，但使用网桥连接到前端总线，从而连接到 CPU。基本上，这意味着它能够比VL-Bus具有更高的性能，同时消除了对CPU干扰的可能性。

　　在下一页了解有关 PCI 总线和 PCI 卡开发的更多信息。

　　前端总线、后端总线和 PCI 卡

　　总线类型

　　HOWSTUFFWORKS.COM前端总线是一种物理连接，它实际上将处理器连接到 计算机，包括主存储器(公羊)、硬盘和PCI插槽。如今，前端总线通常以400 MHz运行，而较新的系统则以800 MHz运行。

　　背面总线是处理器和 2 级之间的单独连接 缓存.此总线的运行速度比前端总线快，通常与处理器的速度相同，因此所有缓存都尽可能高效地工作。多年来，后侧巴士不断发展。在 1990 年代，背面总线是将主处理器连接到片外缓存的电线。这个缓存实际上是一个单独的芯片，需要昂贵的内存。从那时起，2级缓存已集成到主处理器中，使处理器更小，更便宜。由于缓存现在位于处理器本身上，因此在某些方面，后端总线不再是真正的总线。

　　PCI可以连接比VL-Bus更多的设备，最多五个外部组件。外部组件的五个连接器中的每一个都可以替换为两个固定设备。 母板.此外，您可以在同一台计算机上拥有多个 PCI 总线，尽管很少这样做。PCI 桥接芯片独立于 中央处理器的速度.这提供了更高程度的可靠性，并确保PCI硬件制造商确切地知道要设计什么。

　　PCI 最初使用 32 位宽路径在 33 MHz 下工作。对标准的修订包括将速度从33 MHz提高到66 MHz，并将位数翻倍至64。目前，PCI-X 以 64 MHz 的速度提供 133 位传输，以实现惊人的 1-GBps(每秒千兆字节)传输速率!

　　PCI 卡使用 47 针脚。

　　PCI 卡使用 47 个引脚进行连接(主卡为 49 个引脚，无需 CPU 干预即可控制 PCI 总线)。由于硬件多路复用，PCI 总线能够使用如此少的引脚，这意味着器件通过单个引脚发送多个信号。此外，PCI 支持使用 5 伏或 3.3 伏的设备。

　　尽管英特尔在1991年提出了PCI标准，但直到Windows 95(1995年)的到来才普及。对PCI的突然兴趣是由于Windows 95支持一个名为的功能。 即插即用 (PnP)，我们将在下一节中讨论。

　　即插即用

　　即插即用 (PnP) 意味着您可以连接设备或将卡插入您的 计算机 它会自动识别并配置为在您的系统中工作。PnP是一个简单的概念，但计算机行业需要共同努力才能实现它。英特尔创建了 PnP 标准，并将其纳入 PCI 设计中。但直到几年后，主流操作系统Windows 95才为PnP提供了系统级支持。PnP的引入加速了对带有PCI的计算机的需求，很快取代ISA成为首选总线。

　　要完全实现，PnP 需要三件事：

　　PnP 生物简介 - 启用 PnP 和检测 PnP 设备的核心实用程序。BIOS 还会读取 ESCD 以获取现有 PnP 设备上的配置信息。

　　扩展系统配置数据 (ESCD) - 包含有关已安装 PnP 设备的信息的文件。

　　PnP 操作系统 - 任何支持 PnP 的操作系统(如 Windows XP)。操作系统中的 PnP 处理程序完成由 BIOS 为每个 PnP 设备启动的配置过程。PnP 自动执行几个关键任务，这些任务通常是手动完成的，也可以使用硬件制造商提供的安装实用程序完成。这些任务包括以下设置：

　　中断请求 (IRQ) - IRQ，也称为硬件中断，由计算机的各个部分用于引起 CPU 的注意。例如，鼠标每次移动时都会发送一个 IRQ，让 CPU 知道它正在做某事。在PCI之前，每个硬件组件都需要单独的IRQ设置。但 PCI 管理总线桥上的硬件中断，允许它对多个 PCI 设备使用单个系统 IRQ。

　　直接内存访问 (DMA) - 这仅意味着设备配置为无需先咨询 CPU 即可访问系统内存。

　　内存地址 - 为许多设备分配了一部分系统内存，供该设备独占使用。这可确保硬件具有正常运行所需的资源。

　　输入/输出 (I/O) 配置 - 此设置定义设备用于接收和发送信息的端口。

　　虽然 PnP 使将设备添加到计算机变得更加容易，但它并非万无一失。

　　PnP BIOS 开发人员、PCI 设备制造商和 微软 导致许多人将PnP称为“插头和 祈祷但是PnP的总体效果是大大简化了升级计算机以添加新设备或替换现有设备的过程。

　　PCI 与 AGP

　　PCI总线足以使用多年，为大多数用户可能想要连接的所有外围设备提供足够的带宽。除了一个：显卡。在 1990 年代中期，显卡变得越来越强大，3D 游戏对性能的要求越来越高。PCI 总线无法处理主处理器和图形处理器之间传递的所有信息。因此，英特尔开发了加速图形端口 (AGP)。AGP是完全专用于显卡的总线。跨 AGP 总线的带宽不与任何其他组件共享。尽管PCI仍然是大多数外围设备的首选总线，但AGP已经接管了图形处理的专门任务。然而，一种新的总线技术已经进入市场，这可能意味着AGP的终结。本文后面会详细介绍这一点，敬请期待。

　　添加 PCI 设备

　　此主板有四个PCI插槽。假设您刚刚添加了一个新的基于 PCI 的 声卡 到您的 Windows XP 计算机。下面是它如何工作的示例。

　　打开计算机机箱并将声卡插入 母板.

　　关闭计算机机箱并打开计算机电源。

　　系统介绍 生物简介 启动 PnP BIOS。

　　PnP BIOS 扫描 PCI 总线以查找硬件。它通过向连接到总线的任何设备发送信号来做到这一点，询问设备是谁。

　　声卡通过标识自身进行响应。设备 ID 通过总线发送回 BIOS。

　　PnP BIOS 检查 ESCD，以查看声卡的配置数据是否已存在。由于声卡刚刚安装，因此没有现有的 ESCD 记录。

　　PnP BIOS 将 IRQ、DMA、内存地址和 I/O 设置分配给声卡，并将数据保存在 ESCD 中。

　　Windows XP启动。它检查 ESCD 和 PCI 总线。操作系统检测到声卡是新设备，并显示一个小窗口，告诉您 Windows 已找到新硬件并确定它是什么。

　　在许多情况下，Windows XP将识别设备，找到并加载必要的驱动程序，然后您就可以开始使用了。如果没有，将打开“找到新硬件向导”。这将指导您从声卡随附的光盘上安装驱动程序。

　　安装驱动程序后，设备应可供使用。某些设备可能需要重新启动计算机，然后才能使用它们。在我们的示例中，声卡立即可供使用。

　　您希望从已插入声卡的外部磁带卡座捕获一些音频。您设置声卡附带的录音软件并开始录音。

　　音频通过外部音频连接器进入声卡。声卡将模拟信号转换为数字信号。

　　来自声卡的数字音频数据通过PCI总线传输到总线控制器。控制器确定 PCI 设备上的哪个设备优先将数据发送到 CPU。它还检查数据是直接进入 CPU 还是系统内存。

　　由于声卡处于记录模式，总线控制器为来自它的数据分配高优先级，并通过总线桥将声卡的数据发送到系统总线。

　　系统总线将数据保存在系统内存中。录制完成后，您可以决定声卡中的数据是保存到硬盘驱动器还是保留在内存中以进行其他处理。

　　PCI 标准和 PCI Express

　　随着处理器速度在GHz范围内稳步攀升，许多公司正在狂热地开发下一代总线标准。许多人认为PCI就像之前的ISA一样，正在迅速接近其所能做的上限。

　　所有拟议的新标准都有一些共同点。他们建议取消PCI中使用的共享总线技术，并转向 点对点交换连接.这意味着总线上的两个设备(节点)之间的直接连接是在它们相互通信时建立的。基本上，当这两个节点正在通信时，没有其他设备可以访问该路径。通过提供多个直接链路，这样的总线可以允许多个设备进行通信，而不会相互减慢速度。

　　HyperTransport是由Advanced Micro Devices，Inc.(AMD)提出的标准，被AMD吹捧为PCI的自然发展。对于节点之间的每个会话，它提供两个点对点链接。每个链路的宽度可以从 2 位到 32 位不等，支持每秒 6.4 GB 的最大传输速率。HyperTransport 专门设计用于将内部计算机组件相互连接，而不是用于连接外部设备(如可移动驱动器)。桥接芯片的开发将使PCI设备能够访问HyperTransport总线。

　　PCI-Express由英特尔开发(以前称为3GIO或第三代I / O)，看起来是总线技术的“下一件大事”。起初，为高端服务器开发了更快的总线。这些被称为PCI-X和PCI-X 2.0，但它们不适合家用电脑市场，因为它的制造成本非常高。 主板 与 PCI-X。

　　PCI-Express是一个完全不同的野兽 - 它针对家用计算机市场，不仅可以彻底改变计算机的性能，还可以彻底改变家用计算机系统的形状和形式。这种新总线不仅比PCI更快，而且能够处理更多的带宽。PCI-Express是一个点对点系统，它可以提供更好的性能，甚至可能使主板的制造更便宜。PCI-Express插槽也将接受较旧的PCI卡，这将帮助它们比每个人的PCI组件突然变得无用时更快地流行起来。

　　它也是可扩展的。基本的PCI-Express插槽将是1x连接。这将为高速互联网连接和其他外围设备提供足够的带宽。1x 表示有一条通道来传输数据。如果组件需要更多带宽，可以将PCI-Express 2x、4x、8x和16x插槽内置到主板中，从而增加更多通道并允许系统通过连接传输更多数据。事实上，PCI-Express 16x插槽已经可用来代替 阿格普 某些主板上的显卡插槽。PCI-Express 16x显卡目前处于最前沿，售价超过500美元。随着价格的下降以及为处理新卡而构建的主板变得越来越普遍，AGP可能会消失在历史中。

　　有关 PCI 和相关主题的更多信息，请查看下一页上的链接。

　　PCI Express 和未来

　　PCI-Express可能意味着不仅仅是更快的计算机。随着技术的发展，计算机制造商可以设计带有PCI-Express连接器的主板，这些连接器连接到特殊电缆。这可以允许完全模块化的计算机系统，就像家庭立体声系统一样。您将有一个装有主板和处理器的小盒子以及一系列PCI-Express连接插孔。外部硬盘驱动器可以通过USB 2.0或PCI-Express连接。还可以连接包含声卡、视频卡和调制解调器的小模块。您的计算机可以按照您想要的任何方式排列，而不是一个大盒子，并且它只会与您需要的组件一样大。

　　常见问题

　　PCI 是什么意思?

　　支付卡行业 (PCI) 是一套安全标准，旨在确保所有处理、存储或传输信用卡信息的公司维护安全的环境。