比較pci總線和pcie性能特點?一、PCIe的發展曆程 PCIe總線是新一代的I/O局部總線标準，是取代PCI總線的革命性總線架構，下面我們就來說一說關于比較pci總線和pcie性能特點?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

比較pci總線和pcie性能特點

一、PCIe的發展曆程

PCIe總線是新一代的I/O局部總線标準，是取代PCI總線的革命性總線架構。

PCI總線無法滿足外部設備對傳輸速度和帶寬的更高要求，比如:千兆和萬兆以太網、4GB/8GB的Fiber Channal和高速顯示設備。

2001年春季，英特爾公布了取代PCI的第三代I/O技術，簡稱3GIO。

2002年7月，正式發布第一版PCI Express。

2004年，PCI Express總線逐步取代PCI和AGP總線，成為新的局部總線工業标準。

PCI Express總線使用高速串行傳送方式，能夠支持更高的頻率，不像PCI總線共享帶寬。

PCI Express總線引入了新的特性，如流量控制機制、服務質量管理、熱插拔支持、數據完整性和新型錯誤處理機制，同時在系統軟件級與PCI保持兼容，最大程度上降低了系統軟件從PCI總線體系結構移植到PCI Express體系結構的難度。

二、PCI體系結構概述

PCI——Peripheral Component Interconnent,在處理器體系結構中，PCI總線屬于局部總線，作為系統總線的延伸，其主要功能是連接外部設備。

PCI總線規範是由Inter的IAL（Inter Architecture Lab）實驗室提出來的，V1.0規範在1992年6月22日正式發布。IAL實驗室還發布了USB（Universal Serial Bus）、AGP（Accelerated Graphics Port）、PCI Express總線規範和PC的南北橋結構。PCI總線規範的諸多内容是基于IA（Inter Architecture）的X86處理器，當然其他處理器也可使用PCI總線。

PCI V1.0總線規範僅針對一個PCB環境内的器件之間的互聯。V2.0規範增加了對PCI插槽的支持。V2.1規範，代表PCI完成對EISA和MCA總線的替換。PCI總線無法提供顯卡的帶寬，AGP總線替代了VESA總線。PCISIG（PCI Special Interset Group）陸續發布V2.2、V2.3，最終PCI定格在V3.0。

PCISIG定義了與PCI總線相關的規範，比如：PCMCIA規範、Mini PCI總線規範、PCI-to-PCI橋規範、PCI電源管理規範、PCI熱插拔規範、Compact PCI總線規範、PCI-X規範。

PCMCIA規範針對Laptop應用（先升級為PC Card規範，之後又升級為Experss Card規範）。PC Card規範基于32位、33MHz的PCI總線，Express Card總線基于PCI Express和USB2.0，這兩個規範應用于Laptop領域。

Mini PCI總線，與标志PCI卡槽相比，占用面積較小，适用于尺寸要求。

PCI-to-PCI橋是理解PCI體系結構的基礎。

Compact PCI總線規範多用于具有背闆結構的大型系統，并支持熱插拔。

PCI-X總線規範可以支持133MHz、266MHz和533MHz的總線頻率。

PCI和PCI-X總線均使用單端并行信号進行數據傳輸，由于單端信号容易受外界幹擾，對總線頻率有一定的限制。為了提高總線頻率，高速串行總線逐漸替代并行總線，PCI Express總線逐步替代了PCI總線。

常用名詞術語：

PCI Express總線 —— PCIe總線

PCI-to-PCI橋——PCI橋

PCI Express-to-PCI——PCIe橋

Host-to-PCI——HOST主橋、PCI主橋、PCI總線控制器

3、PCI總線基本知識點

PCI總線的作用：PCI總線作為系統處理器的局部總線，主要目的是為了連接外部設備，不是作為處理器的系統總線連接Cache和處理器。

PCI總線的特點：

（1）PCI總線空間與處理器空間隔離

PCI總線地址空間，指PCI設備具有獨立的地址空間，并且與存儲器地址空間通過HOST主橋隔離。處理器訪問PCI設備，必須通過HOST主橋進行地址轉換，PCI設備訪問主存儲器時，也必須通過HOST主橋進行地址轉換。HOST主橋的一個重要作用是将處理器訪問的存儲器地址轉換為PCI總線地址。PCI設備使用的地址空間是屬于PCI總線域的，與主存儲器的空間地址是不一樣的。

（2）PCI總線具有很強的可擴展性

PCI總線，HOST主橋可以直接推出一條PCI總線，即HOST主橋管理的第一條總線。通過PCI橋擴展出一系列PCI總線，并以HOST主橋為根節點，形成一顆PCI總線樹，最多可以挂載256個PCI設備（包括PCI橋）。同一條PCI總線的PCI設備間可以互相通信，并且不會影響其他PCI總線上設備間的數據通信。同一顆PCI總線樹上的PCI設備也可以互相通信，但需要PCI橋進行數據轉發。

PCI橋的存在使得PCI總線極具擴展性。在以HOST主橋為根節點的PCI總線樹中，每一個PCI橋下可以連接一個PCI總線子樹，該PCI橋下PCI總線仍可通過PCI橋進行總線擴展。PCI橋的兩端分别連接兩條總線，即上遊總線和下遊總線，上遊總線指與處理器距離較近的總線，下遊總線指與處理器距離較遠的總線，它們之間通過PCI橋進行通信。

（3）動态配置機制

PCI設備使用的地址可以根據需要由系統軟件動态分配。使用此種方式解決設備間的地址沖突，實現即插即用的功能。每一個PCI設備都有獨立的配置空間，包含該設備在PCI總線中使用的基地址，系統軟件可以動态配置這個基地址，從而保證每一個PCI設備使用的物理地址不同，PCI橋的配置空間包含其下PCI子樹所能使用的地址範圍。

（4）總線帶寬

PCI總線，32位/33MHz的PCI總線可以提供132MB/s（32*33/4個字節）的峰值帶寬，64位/66MHz的PCI總線可以提供提供528MB/s的峰值帶寬。

ISA總線最高主頻8MHz，16位，峰值帶寬為16MB/s。

EISA總線最高主頻8.33MHz,32位，峰值帶寬為33MB/s。

MCA總線最高主頻10MHz,32位，峰值帶寬為40MB/s。

（5）共享總線機制

PCI設備通過仲裁獲得PCI總線的使用權後，才能進行數據傳輸，總線的數據傳輸過程不需要處理器進行幹預。

PCI設備使用共享總線方式進行數據傳輸，在同一條總線上，所有PCI設備共享同一總線帶寬，大大影響PCI總線的利用率。

（6）中斷機制

PCI總線上的設備可通過四根中斷請求信号INTA-B-C-D#向處理器提交中斷請求，所有設備共享四個中斷信号，不同的PCI設備可以将中斷信号線與，與中斷控制器的中斷請求引腳連接。PCI設備的配置空間記錄該設備使用四個中斷請求信号的情況。

PCI總線提出來MSI（Message Signal Interrupt）機制，使用存儲器寫總線事務傳遞中斷請求，并且可以使用X86處理器FSB總線提供的Interrupt Message總線事務，提高了PCI總線的中斷請求效率。

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