#PCI_Express

Inteli ja tema partnerite välja töötatud PCI Expressi jadasiin on mõeldud paralleelse PCI siini ja selle laiendatud ja spetsialiseeritud variandi AGP asendamiseks. Vaatamata sarnastele nimedele on PCI ja PCI Express siinidel vähe ühist. PCI-s kasutatav paralleelne andmeedastusprotokoll seab piirangud siini ribalaiusele ja sagedusele; PCI Expressis kasutatav jadaandmeedastus tagab skaleeritavuse (spetsifikatsioonid kirjeldavad PCI Expressi 1x, 2x, 4x, 8x, 16x ja 32x rakendusi). Hetkel on siini praegune versioon indeksiga 3.0

PCI-E 3.0

2010. aasta novembris teatas PCI Expressi tehnoloogiat standardiv PCI-SIG organisatsioon PCIe Base 3.0 spetsifikatsiooni kasutuselevõtust.
Peamine erinevus kahest eelmisest PCIe versioonist võib kaaluda muudetud kodeerimisskeemi – nüüd saab 10-st edastatud bitist kasuliku teabe 8 biti asemel (8b/10b) edastada 128 bitti kasulikku teavet saadetud 130 bitist. buss, st. Kasuliku koormuse koefitsient on peaaegu 100% lähedal. Lisaks on andmeedastuskiirus kasvanud 8 GT/s-ni. Meenutagem, et PCIe 1.x puhul oli see väärtus 2,5 GT/s ja PCIe 2.x puhul 5 GT/s.
Kõik ülaltoodud muudatused viisid siini ribalaiuse kahekordistumiseni võrreldes PCI-E 2.x siiniga. See tähendab, et kogu PCIe 3.0 siini ribalaius 16x konfiguratsioonis jõuab 32 Gb/s. Esimesed protsessorid, mis varustati PCIe 3.0 kontrolleriga, olid Ivy Bridge'i mikroarhitektuuril põhinevad Inteli protsessorid.

Vaatamata enam kui kolmekordsele läbilaskevõime kasvule PCI-E võimalus 3.0 võrreldes PCI-E 1.1-ga ei erine samade videokaartide jõudlus erinevate liideste kasutamisel palju. Allolev tabel näitab tulemusi GeForce'i testid GTX 980 erinevates testides. Mõõtmised viidi läbi ühel ajal graafilised sätted, ühes konfiguratsioonis muudeti BIOS-i sätetes PCI-E siini versiooni.

PCI Express 3.0 on endiselt tagasiühilduv varasemad versioonid PCIe.

PCI-E 2.0

2007. aastal võeti kasutusele uus PCI Expressi siini spetsifikatsioon 2.0, mille peamine erinevus on iga ülekandeliini kahekordne ribalaius igas suunas, s.o. videokaartides kasutatava PCI-E 16x populaarseima versiooni puhul on läbilaskevõime kummaski suunas 8 Gb/sek. Esimene kiibistik koos PCI-E tugi 2.0 sai Intel X38-ks.

PCI-E 2.0 on täielikult tagasiühilduv PCI-E 1.0-ga, st. kõik olemasolevad seadmed PCI-E liides 1.0 võib töötada PCI-E 2.0 pesades ja vastupidi.

PCI-E 1.1

PCI Expressi liidese esimene versioon, mis ilmus 2002. aastal. Tagas läbilaskevõime 500 MB/s liini kohta.

Erinevate PCI-E põlvkondade töökiiruste võrdlus

PCI-siin töötab sagedusel 33 või 66 MHz ja annab 133 või 266 MB/sek ribalaiust, kuid see ribalaius jagatakse kõigi PCI-seadmete vahel. PCI Expressi siini töösagedus on 1,1–2,5 GHz, mis annab läbilaskevõimeks 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps (8-bitise andmeedastuse üleliigse kodeerimise tõttu on tegelikult 10 bitti edastatud teave) iga PCI Express 1.1 x1 seadme jaoks ühes suunas. Kui rida on mitu, tuleb läbilaskevõime arvutamiseks väärtus 250 Mb/s korrutada ridade arvuga ja 2-ga, sest PCI Express on kahesuunaline siin.

PCI Express 1.1 radade arv	Ribalaiusühes suunas	Kogu läbilaskevõime
1	250 MB/sek	500 MB/sek
2	500 Mb/sek	1 GB/s
4	1 GB/s	2 GB/s
8	2 GB/s	4 GB/s
16	4 GB/s	8 GB/sek
32	8 GB/sek	16 GB/sek

Märge! Ärge proovige installida PCI Expressi kaarti PCI pesasse ja vastupidi, PCI-kaarte ei installita PCI Expressi pesadesse. Siiski saab paigaldada näiteks PCI Express 1x kaardi ja suure tõenäosusega töötab see normaalselt PCI Express 8x või 16x pesas, aga mitte vastupidi: PCI Express 16x kaart ei mahu PCI Express 1x pesasse. .

Vaid ühe videokaardi vahetamisel arvestage kindlasti sellega, et uued mudelid ei pruugi teie emaplaadile lihtsalt sobida, kuna pole mitte ainult mitut erinevat tüüpi laienduspesasid, vaid ka nendest mitu erinevat versiooni (nii AGP kui ka PCI Expressi jaoks) . Kui te pole oma teadmistes sellel teemal kindel, lugege see jaotis hoolikalt läbi.

Nagu eespool märkisime, sisestatakse videokaart arvuti emaplaadi spetsiaalsesse laienduspessa ja selle pesa kaudu vahetab videokiip teavet süsteemi keskprotsessoriga. Emaplaatidel on enamasti ühte või kahte erinevat tüüpi laienduspesad, mis erinevad ribalaiuse, võimsuse seadistuste ja muude omaduste poolest ning mitte kõik neist ei sobi videokaartide paigaldamiseks. Oluline on teada süsteemis saadaolevaid pistikuid ja osta ainult neile sobiv videokaart. Erinevad laienduspistikud on füüsiliselt ja loogiliselt kokkusobimatud ning ühele tüübile mõeldud videokaart ei mahu teise sisse ega tööta.

Õnneks on viimase aja jooksul unustusehõlma vajunud mitte ainult ISA ja VESA Local Bus laienduspesad (mis pakuvad huvi ainult tulevastele arheoloogidele) ja vastavad videokaardid, vaid ka PCI-pesade videokaardid on praktiliselt kadunud ning kõik AGP mudelid on lootusetult vananenud. Ja kõik kaasaegsed GPU-d kasutavad ainult ühte tüüpi liidest - PCI Expressi. Varem kasutati AGP standardit laialdaselt, need liidesed erinevad üksteisest oluliselt, sealhulgas läbilaskevõime, videokaardi toiteks pakutavad võimalused ja muud vähem olulised omadused.

Ainult väga väikesel osal kaasaegsetest emaplaatidest pole PCI Expressi pesasid ja kui teie süsteem on nii vana, et kasutab AGP-videokaarti, siis ei saa te seda uuendada - peate kogu süsteemi muutma. Vaatame neid liideseid lähemalt; need on pesad, mida peate oma emaplaatidelt otsima. Vaadake fotosid ja võrrelge.

AGP (Accelerated Graphics Port või Advanced Graphics Port) on kiire liides, mis põhineb PCI spetsifikatsioonil, kuid on loodud spetsiaalselt videokaartide ja emaplaatide ühendamiseks. Kuigi AGP-siin sobib videoadapteritele paremini kui PCI (mitte Express!), pakub see otseühendust keskprotsessori ja videokiibi vahel, aga ka mõningaid muid funktsioone, mis mõnel juhul suurendavad jõudlust, näiteks GART - võime lugeda tekstuure otse RAM-ist, ilma neid videomällu kopeerimata; suuremad taktsagedused, lihtsustatud andmeedastusprotokollid jne, kuid seda tüüpi pesa on lootusetult vananenud ja uusi tooteid koos sellega pole ammu välja antud.

Kuid korra huvides mainigem seda tüüpi. AGP spetsifikatsioonid ilmusid 1997. aastal, kui Intel andis välja spetsifikatsiooni esimese versiooni, sealhulgas kaks kiirust: 1x ja 2x. Teises versioonis (2.0) ilmus AGP 4x ja 3.0 - 8x. Vaatleme kõiki võimalusi üksikasjalikumalt:
AGP 1x on 32-bitine link, mis töötab sagedusel 66 MHz, läbilaskevõimega 266 MB/s, mis on kaks korda suurem PCI ribalaiusest (133 MB/s, 33 MHz ja 32 bitti).
AGP 2x – 32-bitine kanal, mis töötab kahekordse läbilaskevõimega 533 MB/s samal 66 MHz sagedusel tänu andmeedastusele kahel serval, sarnaselt DDR-mälu(ainult "videokaardile" suuna jaoks).
AGP 4x on sama 32-bitine kanal, mis töötab sagedusel 66 MHz, kuid edasiste näpunäidete tulemusena saavutati neljakordne “efektiivne” sagedus 266 MHz, mille maksimaalne läbilaskevõime on üle 1 GB/s.
AGP 8x - selle modifikatsiooni täiendavad muudatused võimaldasid saavutada läbilaskevõimet kuni 2,1 GB/s.

AGP liidesega videokaardid ja vastavad pesad emaplaatidel ühilduvad teatud piirides. Videokaardid, mille pinge on 1,5 V, ei tööta 3,3 V pesades ja vastupidi. Siiski on olemas ka universaalsed pistikud, mis toetavad mõlemat tüüpi plaate. Moraalselt ja füüsiliselt vananenud AGP-pesa jaoks mõeldud videokaarte pole pikka aega kaalutud, nii et vanade AGP-süsteemide tundmaõppimiseks oleks parem lugeda artiklit:

PCI Express (PCIe või PCI-E, mida ei tohi segi ajada PCI-X-ga), varem tuntud kui Arapahoe või 3GIO, erineb PCI-st ja AGP-st selle poolest, et tegemist on pigem jadaliidesega kui paralleelse liidesega, mis võimaldab vähem kontakte ja suuremat ribalaiust. PCIe on vaid üks näide üleminekust paralleelsed bussid jada, siin on teisi näiteid selle liikumise kohta: HyperTransport, Serial ATA, USB ja FireWire. PCI Expressi oluline eelis on see, et see võimaldab läbilaskevõime suurendamiseks koondada ühte kanalisse mitu üksikut rada. Mitme kanaliga jadadisain suurendab paindlikkust, aeglastele seadmetele saab eraldada vähem ridu väikese kontaktide arvuga ja kiiretele seadmetele rohkem.

PCIe 1.0 liides edastab andmeid kiirusega 250 MB/s sõiduraja kohta, mis on peaaegu kaks korda suurem kui tavaliste PCI pesade võimsus. Maksimaalne radade arv, mida PCI Express 1.0 pesa toetab, on 32, mis annab läbilaskevõimeks kuni 8 GB/s. Kaheksa töörajaga PCIe pesa on selle parameetri poolest ligikaudu võrreldav kiireima AGP versiooniga – 8x. Mis on veelgi muljetavaldavam, kui arvestada võimet edastada samaaegselt mõlemas suunas suurel kiirusel. Levinumad PCI Express x1 pesad pakuvad igas suunas üherajalist ribalaiust (250 MB/s), samas kui videokaartide jaoks kasutatav PCI Express x16, mis ühendab endas 16 rada, pakub igas suunas kuni 4 GB/s ribalaiust.

Kuigi kahe PCIe-seadme vaheline ühendus koosneb mõnikord mitmest rajast, toetavad kõik seadmed vähemalt ühte rada, kuid saavad valikuliselt hakkama ka rohkemaga. Füüsiliselt sobivad ja töötavad PCIe laienduskaardid igas pesas, millel on võrdne või suurem radade arv, nii et PCI Expressi x1-kaart töötab sujuvalt ka x4- ja x16-pesades. Samuti on pesa füüsiliselt suurem suurus saab töötada loogiliselt väiksema liinide arvuga (näiteks pealtnäha tavaline x16 pistik, aga marsruutitakse vaid 8 rida). Kõigi ülaltoodud suvandite puhul valib PCIe ise maksimumi võimalik režiim, ja see töötab hästi.

Kõige sagedamini kasutatakse videoadapterite jaoks x16 pistikuid, kuid on ka x1 pistikutega plaate. Ja enamik kahe PCI Express x16 pesaga emaplaate töötavad x8 režiimis, et luua SLI ja CrossFire süsteeme. Füüsiliselt muid pesavalikuid, näiteks x4, videokaartide puhul ei kasutata. Tuletan meelde, et see kõik käib ainult füüsilise tasandi kohta, olemas on ka füüsiliste PCI-E x16 pistikutega emaplaate, aga tegelikkuses 8, 4 või isegi 1 kanaliga. Ja sellistes pesades töötavad kõik 16 kanali jaoks mõeldud videokaardid, kuid väiksema jõudlusega. Muide, ülaloleval fotol on pesad x16, x4 ja x1 ning võrdluseks on jäetud ka PCI (all).

Kuigi mängude vahe pole nii suur. Siin on näiteks ülevaade kahest meie veebisaidil olevast emaplaadist, mis uurib 3D-mängude kiiruse erinevust kahel emaplaadil, paaril testvideokaartidel, mis töötavad vastavalt 8-kanalilises ja 1-kanalilises režiimis:

Meid huvitava võrdlus on artikli lõpus, pöörake tähelepanu kahele viimasele tabelile. Nagu näete, on keskmiste seadete erinevus väga väike, kuid rasketes režiimides hakkab see suurenema ja vähem võimsa videokaardi puhul täheldatakse suurt erinevust. Palun tehke märge.

PCI Express ei erine mitte ainult läbilaskevõime, vaid ka uute energiatarbimise võimaluste poolest. Selline vajadus tekkis seetõttu, et AGP 8x pesa (versioon 3.0) suudab üle kanda kokku vaid mitte rohkem kui 40 vatti, millest puudus juba tollastel AGP jaoks mõeldud videokaartidel, mis olid paigaldatud ühe või kahe tavalise nelja kontaktiga võimsusega. pistikud. PCI Expressi pesa võib kanda kuni 75 W, lisaks on saadaval 75 W standardse kuue kontaktiga toitepistiku kaudu (vt selle osa viimast jaotist). Viimasel ajal on ilmunud kahe sellise pistikuga videokaardid, mis kokku annavad kuni 225 W.

Seejärel esitas asjakohaseid standardeid välja töötav PCI-SIG grupp PCI Express 2.0 peamised spetsifikatsioonid. PCIe teine ​​versioon kahekordistas standardse ribalaiuse, 2,5 Gbps-lt 5 Gbps-le, nii et x16-pistik suudab andmeid edastada kiirusega kuni 8 GB/s mõlemas suunas. Samal ajal ühildub PCIe 2.0 PCIe 1.1-ga; vanad laienduskaardid töötavad uutel emaplaatidel tavaliselt hästi.

PCIe 2.0 spetsifikatsioon toetab nii 2,5 Gbps kui ka 5 Gbps edastuskiirust, et tagada tagasiühilduvus olemasolevate PCIe 1.0 ja 1.1 lahendustega. PCI Express 2.0 tagasiühilduvus võimaldab 2,5 Gb/s pärandlahendusi kasutada 5,0 Gb/s pesades, mis siis lihtsalt töötavad madalamal kiirusel. Ja seadmed, mis on loodud vastavalt versiooni 2.0 spetsifikatsioonidele, toetavad kiirust 2,5 Gbps ja/või 5 Gbps.

Kuigi PCI Express 2.0 peamiseks uuenduseks on kiirus kahekordistunud 5 Gbps-ni, pole see ainus muudatus, paindlikkuse suurendamiseks on ka muid muudatusi, uued mehhanismid ühenduse kiiruste tarkvaraliseks juhtimiseks jne. seadmete toiteallikaga, kuna videokaartide toitevajadus kasvab pidevalt. PCI-SIG on välja töötatud uus spetsifikatsioon Et tulla toime graafikakaartide kasvava energiatarbimisega, laiendab see praeguse toiteallika võimekust 225/300 W-ni graafikakaardi kohta. Selle spetsifikatsiooni toetamiseks kasutatakse uut 2x4-kontaktilist toitepistikut, mis on loodud tipptasemel graafikakaartide toiteks.

PCI Express 2.0 toega videokaardid ja emaplaadid ilmusid laialdaselt müügile juba 2007. aastal ning nüüd ei leia turult teisigi. Mõlemad suuremad videokiipide tootjad, AMD ja NVIDIA, on välja andnud uued GPU-d ja nendel põhinevad videokaardid, mis toetavad PCI Expressi teise versiooni suurenenud ribalaiust ja kasutavad laienduskaartide uusi elektritoitevõimalusi. Kõik need on tagasiühilduvad emaplaatidega, mille pardal on PCI Express 1.x pesad, kuigi mõnel harvadel juhtudel esineb ühildumatust, seega peate olema ettevaatlik.

Tegelikult oli PCIe kolmanda versiooni ilmumine ilmselge sündmus. 2010. aasta novembris kinnitati lõpuks PCI Expressi kolmanda versiooni spetsifikatsioonid. Kuigi selle liidese edastuskiirus on versiooni 2.0 puhul 5 Gt/s asemel 8 Gt/s, on selle läbilaskevõime jällegi PCI Express 2.0 standardiga võrreldes kasvanud täpselt kaks korda. Selleks kasutasid nad siini kaudu saadetud andmete jaoks teistsugust kodeerimisskeemi, kuid ühilduvus PCI Expressi eelmiste versioonidega säilis. Esimesi PCI Express 3.0 versiooni tooteid esitleti 2011. aasta suvel ning päris seadmed on alles hakanud turule ilmuma.

Emaplaaditootjate vahel puhkes terve sõda õiguse eest võtta esimesena turule PCI Express 3.0 toega toode (peamiselt Inteli kiibistik Z68) ja mitmed ettevõtted esitasid korraga vastavaid pressiteateid. Kuigi juhendi värskendamise ajal polnud sellise toega videokaarte lihtsalt olemas, nii et see pole lihtsalt huvitav. Selleks ajaks, kui on vaja PCIe 3.0 tuge, ilmuvad täiesti erinevad plaadid. Tõenäoliselt juhtub see mitte varem kui 2012. aastal.

Muide, võime eeldada, et PCI Express 4.0 võetakse kasutusele järgmise paari aasta jooksul ja uus versioon Samuti on selleks ajaks taas kaks korda suurem nõudlus. Kuid seda ei juhtu niipea ja me pole veel huvitatud.

Väline PCI Express

2007. aastal teatas PCI Expressi lahendusi ametlikult standardiseeriv PCI-SIG PCI Express External Cabling 1.0 spetsifikatsiooni kasutuselevõtust, mis kirjeldab andmeedastusstandardit PCI Express 1.1 välise liidese kaudu. See versioon võimaldab andmeedastust kiirusega 2,5 Gbps ja järgmine peaks tõstma läbilaskevõimet 5 Gbps-ni. Standard sisaldab nelja välist pistikut: PCI Express x1, x4, x8 ja x16. Vanemad pistikud on varustatud spetsiaalse keelega, mis muudab ühendamise lihtsamaks.

PCI Expressi liidese välist versiooni saab kasutada mitte ainult väliste videokaartide ühendamiseks, vaid ka väliste draivide ja muude laienduskaartide jaoks. Maksimaalne soovitatav kaabli pikkus on 10 meetrit, kuid seda saab suurendada, ühendades kaablid läbi repiiteri.

Teoreetiliselt võib see sülearvutisõprade elu lihtsamaks teha, kui nad kasutavad akudel töötades väikese võimsusega sisseehitatud videotuuma ja lauaarvuti monitoriga ühendamisel võimsat välist videokaarti. Selliste videokaartide uuendamine on oluliselt lihtsam, arvutikorpust pole vaja avada. Tootjad saavad luua täiesti uusi jahutussüsteeme, mida laienduskaartide omadused ei piira, ja toiteallikaga peaks vähem probleeme olema - tõenäoliselt kasutatakse väliseid toiteallikaid, mis on mõeldud spetsiaalselt konkreetse videokaardi jaoks; neid saab ehitada üheks väliskest videokaardiga, kasutades ühte jahutussüsteemi. See võib lihtsustada süsteemide kokkupanemist mitmele videokaardile (SLI/CrossFire) ning arvestades mobiilsete lahenduste populaarsuse pidevat kasvu, väline PCI Express oleks pidanud koguma populaarsust.

Nad oleksid pidanud, kuid nad ei võitnud. 2011. aasta sügise seisuga pole videokaartide väliseid valikuid turul praktiliselt näha. Nende valikut piiravad videokiipide vananenud mudelid ja kitsas ühilduvate sülearvutite valik. Kahjuks väliste videokaartide äri enam kaugemale ei jõudnud ja suri vaikselt välja. Me ei kuule enam isegi võidukaid reklaamavaldusi sülearvutite tootjatelt... Võib-olla on tänapäevaste mobiilsete videokaartide võimsusest lihtsalt piisanud ka nõudlike 3D-rakenduste, sealhulgas paljude mängude jaoks.

Välisseadmete ühendamise paljulubavas liideses Thunderbolt, varem tuntud kui Light Peak, jääb lootust väliste lahenduste väljatöötamiseks. Selle töötas välja Intel Corporation DisplayPort-tehnoloogial ja esimesed lahendused on Apple juba välja andnud. Thunderbolt ühendab endas DisplayPorti ja PCI Expressi võimalused ning võimaldab ühendada väliseid seadmeid. Kuid siiani pole neid lihtsalt olemas, kuigi kaablid on juba olemas:

Selles artiklis me ei puuduta vananenud liideseid; valdav enamus kaasaegseid videokaarte on mõeldud PCI Express 2.0 liidese jaoks, seega soovitame videokaardi valimisel arvestada ainult sellega; kõik AGP andmed on esitatud ainult viitamiseks. Uutel plaatidel on kasutusel PCI Express 2.0 liides, mis ühendab endas 16 PCI Expressi raja kiirust, mis annab läbilaskevõimeks igas suunas kuni 8 GB/s, mis on kordades suurem kui parima AGP sama omadus. Lisaks töötab PCI Express erinevalt AGP-st sellistel kiirustel igas suunas.

Teisest küljest pole PCI-E 3.0 toega tooted veel päriselt välja tulnud, nii et pole ka mõtet nendega arvestada. Kui me räägime vana uuendamisest või ostmisest uus juhatus või samaaegselt süsteemi ja videokaarte vahetades, siis peate lihtsalt ostma PCI Express 2.0 liidesega plaadid, mis on üsna piisavad ja kõige levinumad mitmeks aastaks, eriti kuna PCI Expressi erinevate versioonide tooted ühilduvad üksteisega.

1991. aasta kevadel lõpetas Intel PCI siini esimese prototüüpversiooni väljatöötamise. Inseneridele tehti ülesandeks välja töötada odav ja suure jõudlusega lahendus, mis realiseeriks 486, Pentiumi ja Pentium Pro. Lisaks oli vaja arvestada VESA tehtud vigadega VLB siini projekteerimisel (elektrikoormus ei võimaldanud ühendada rohkem kui 3 laienduskaarti), samuti rakendada automaatset seadmekonfiguratsiooni.

1992. aastal ilmus PCI siini esimene versioon, Intel teatas, et siinistandard on avatud, ja lõi PCI Special Interest Group. Tänu sellele on igal huvitatud arendajal võimalus luua PCI siini jaoks seadmeid ilma litsentsi ostmata. Siini esimene versioon oli taktsagedusega 33 MHz, võis olla 32- või 64-bitine ning seadmed võisid töötada signaalidega 5 V või 3,3 V. Teoreetiliselt oli siini läbilaskevõime 133 MB / s, kuid tegelikkuses läbilaskevõime oli umbes 80 MB/s

Peamised omadused:

• siini sagedus - 33,33 või 66,66 MHz, sünkroonedastus;
• siini laius - 32 või 64 bitti, multipleksitud siin (aadress ja andmed edastatakse samadel liinidel);
• 32-bitise versiooni tippvõimsus, mis töötab sagedusel 33,33 MHz, on 133 MB/s;
• mälu aadressiruum - 32 bitti (4 baiti);
• I/O-portide aadressiruum - 32 bitti (4 baiti);
• konfiguratsiooni aadressiruum (ühe funktsiooni jaoks) - 256 baiti;
• pinge - 3,3 või 5 V.

Fotod pistikutest:

MiniPCI - 124 pin
MiniPCI Express MiniSata/mSATA – 52 pin
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, graafikakaart, 230/232 pin
MXM2 NGIFF 75 kontakti VÕTI PCIe x2 KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, graafikakaart, 314 pin
PCI 5V
PCI universaalne
PCI-X 5v
AGP universaalne
AGP 3.3 v
AGP 3.3 v + ADS võimsus
PCIe x1
PCIe x16
Kohandatud PCIe
ISA 8-bitine
ISA 16-bitine
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS Expasion pesa
PC/XT/AT laiendussiin 8-bitine
ISA (tööstuse standardarhitektuur) - 16 bitti
eISA
MBA – 16-bitine mikrobussi arhitektuur
MBA – 16-bitise videoga mikrobussi arhitektuur
MBA – 32-bitine mikrobussi arhitektuur
MBA – mikrobussi arhitektuur 32-bitise videoga
ISA 16 + VLB (VESA)
Protsessori otsepesa PDS
601 protsessori otsepesa PDS
LC-protsessori otsepesa PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (side / võrgu püstik)
AMR (heli/modemi tõus)
ACR (täiustatud side tõusutoru)
PCI-X (perifeerne PCI) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID valik - ARO
AGP 3.3v
AGP 1.5v
AGP universaalne
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1.5v+ADC toide
PCIe (väliskomponentidevahelise ühenduse ekspress) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Põhistandardi esimene laialt levinud versioon kasutas nii kaarte kui ka pesasid, mille signaalipinge oli vaid 5 volti. Läbilaskevõime tipp - 133 MB/s.

PCI 2.1–3.0

Need erinesid versioonist 2.0 mitme siiniülema samaaegse töö võimaluse (inglise bus-master, nn võistlusrežiim), aga ka universaalsete laienduskaartide välimuse poolest, mis on võimelised töötama nii pesades, kasutades pinget 5 volti, ja pesades, mis kasutavad 3,3 volti (sagedusega vastavalt 33 ja 66 MHz). Tippvõimsus 33 MHz puhul on 133 MB/s ja 66 MHz puhul 266 MB/s.

• Versioon 2.1 - töötage 3,3-voldise pinge jaoks mõeldud kaartidega ja sobivate elektriliinide olemasolu oli valikuline.
• Versioon 2.2 - nende standardite kohaselt valmistatud laienduskaartidel on universaalne toitepistiku võti ja need on võimelised töötama paljudes hilisemat tüüpi PCI siini pesades, aga ka mõnel juhul versiooni 2.1 pesades.
• Versioon 2.3 – ei ühildu 5-voldise pinge kasutamiseks mõeldud PCI-kaartidega, hoolimata 32-bitiste pesade jätkuvast kasutamisest 5-voldise võtmega. Laienduskaartidel on universaalne pistik, kuid need ei tööta varasemate versioonide 5-voldises pesas (kuni 2.1 kaasa arvatud).
• Versioon 3.0 – lõpetab ülemineku 3,3 V PCI kaartidele, 5 V PCI kaarte enam ei toetata.

PCI 64

Versioonis 2.1 kasutusele võetud PCI põhistandardi laiendus, mis kahekordistab andmeradade arvu ja seega ka läbilaskevõimet. PCI 64 pesa on tavalise PCI pesa laiendatud versioon. Formaalselt on 64-bitiste pesadega 32-bitiste kaartide ühilduvus (eeldusel, et on olemas ühine toetatud signaalipinge) täis, kuid 64-bitiste kaartide ühilduvus 32-bitiste pesadega on piiratud (igal juhul tekib jõudluse kaotus). Töötab taktsagedusel 33 MHz. Tippvõimsus - 266 MB/s.

• Versioon 1 - kasutab 64-bitist PCI pesa ja pinget 5 volti.
• Versioon 2 - kasutab 64-bitist PCI pesa ja pinget 3,3 volti.

PCI 66

PCI 66 on PCI 64 66 MHz edasiarendus; kasutab pesas 3,3 volti; kaardid on universaalse ehk 3,3 V vormiteguriga Tippvõimsus on 533 MB/s.

PCI 64/66

PCI 64 ja PCI 66 kombinatsioon võimaldab neli korda suuremat andmeedastuskiirust kui PCI põhistandard; kasutab 64-bitiseid 3,3 V pesasid, mis ühilduvad ainult universaalsete pesadega, ja 3,3 V 32-bitiseid laienduskaarte. PCI64/66 standardsetel kaartidel on kas universaalne (kuid piiratud ühilduvusega 32-bitiste pesadega) või 3,3-voldine vormitegur (viimane variant on põhimõtteliselt kokkusobimatu populaarsete standardite 32-bitiste 33 MHz pesadega). Läbilaskevõime tipp - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 on PCI64 siini laiendus, millele on lisatud kaks uut töösagedust, 100 ja 133 MHz, ning eraldi tehingumehhanism, mis parandab jõudlust, kui mitu seadet töötavad samaaegselt. Üldiselt ühildub kõigi 3,3 V ja üldiste PCI-kaartidega. PCI-X-kaarte rakendatakse tavaliselt 64-bitises 3.3B-vormingus ja nende tagasiühilduvus PCI64/66-pesadega on piiratud ning mõned PCI-X-kaardid on universaalne formaat ja on võimelised töötama (kuigi sellel pole peaaegu mingit praktilist väärtust) tavalises PCI 2.2/2.3. Rasketel juhtudel, et olla täiesti kindel emaplaadi ja laienduskaardi kombinatsiooni funktsionaalsuses, tuleb vaadata mõlema seadme tootjate ühilduvusnimekirju.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - PCI-X 1.0 võimaluste edasine laiendamine; lisandunud on sagedused 266 ja 533 MHz, samuti pariteedi veaparandus andmeedastuse ajal (ECC). Võimaldab jagada neljaks sõltumatuks 16-bitiseks siiniks, mida kasutatakse eranditult sisseehitatud ja tööstussüsteemid ; signaali pinge vähendati 1,5 V-ni, kuid säilis tagasiühilduvus pistikud kõigi kaartidega, mille signaalipinge on 3,3 V. Praegu on suure jõudlusega arvutituru mitteprofessionaalsetes segmentides (võimsad tööjaamad ja algtaseme serverid), mis kasutavad PCI-X siini, väga vähe emaplaate, mis toetavad toodetakse busse. Selle segmendi emaplaadi näide on ASUS P5K WS. Professionaalses segmendis kasutatakse seda PCI-E jaoks mõeldud RAID-kontrollerites ja SSD-draivides.

Mini PCI

Vormitegur PCI 2.2, mõeldud kasutamiseks peamiselt sülearvutites.

PCI Express

PCI Express või PCIe või PCI-E (tuntud ka kui 3GIO 3. põlvkonna I/O jaoks; ei tohi segi ajada PCI-X ja PXI-ga) – arvutibuss(kuigi füüsilisel tasandil pole tegemist siiniga, olles punkt-punkti ühendus), kasutades tarkvara mudel PCI siinid ja sellel põhinev suure jõudlusega füüsiline protokoll jadaandmete edastamine. PCI Expressi standardi väljatöötamist alustas Intel pärast InfiniBand siinist loobumist. Ametlikult ilmus esimene PCI Expressi põhispetsifikatsioon juulis 2002. PCI Expressi standardi arendamisega tegeleb PCI Special Interest Group.

Erinevalt PCI standardist, mida kasutati andmeedastuseks ühine buss mitme paralleelselt ühendatud seadmega on PCI Express üldiselt pakettvõrk tähe topoloogia. PCI Expressi seadmed suhtlevad üksteisega lülititest moodustatud meediumi kaudu, kusjuures iga seade on otse punkt-punkti ühenduse kaudu lülitiga ühendatud. Lisaks toetab PCI Express siin:

• kiirvahetuskaardid;
• garanteeritud ribalaius (QoS);
• energiajuhtimine;
• edastatud andmete terviklikkuse jälgimine.

PCI Express siin on ette nähtud kasutamiseks ainult kohaliku siinina. Kuna PCI Expressi tarkvaramudel on suures osas päritud PCI-lt, saab olemasolevaid süsteeme ja kontrollereid muuta PCI siini kasutamiseks. Ekspress asendamine ainult füüsilisel tasandil, ilma tarkvara muutmiseta. PCI Expressi siini kõrge tippjõudlus võimaldab seda kasutada AGP siinide ja veelgi enam PCI ja PCI-X asemel. Tegelikult asendas PCI Express need siinid personaalarvutites.

• MiniCard (Mini PCIe) – Mini PCI vormiteguri asendus. Peal Mini pistik Kaardibussid: x1 PCIe, 2.0 ja SMBus.
  • M.2 on Mini PCIe teine ​​versioon, kuni x4 PCIe ja SATA.
• ExpressCard – sarnane PCMCIA vormiteguriga. ExpressCardi pistik toetab x1 PCIe ja USB 2.0 siine; ExpressCardi kaardid toetavad kuumalt ühendamist.
• AdvancedTCA, MicroTCA – modulaarsete telekommunikatsiooniseadmete vormitegur.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) on NVIDIA sülearvutite jaoks loodud tööstuslik vormitegur. Seda kasutatakse graafikakiirendite ühendamiseks.
• PCI Expressi kaabli spetsifikatsioonid lubavad ühe ühenduse pikkuseks ulatuda kümnete meetriteni, mis võimaldab luua arvuti, mille välisseadmed asuvad arvestatava vahemaa kaugusel.
  
• StackPC – virnastatava hoone spetsifikatsioon arvutisüsteemid. See spetsifikatsioon kirjeldab laienduspistikuid StackPC, FPE ja nende suhtelisi asukohti.

Vaatamata sellele, et standard lubab x32 liini pordi kohta, on sellised lahendused füüsiliselt üsna kohmakad ega ole saadaval.

aasta vabastada	Versioon PCI Express	Kodeerimine	Kiirus ülekandeid	Ribalaius x liinil
				×1	×2	×4	×8	×16
2002	1.0	8b/10b	2,5 GT/s	2	4	8	16	32
2007	2.0	8b/10b	5 GT/s	4	8	16	32	64
2010	3.0	128b/130b	8 GT/s	~7,877	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031
2017	4.0	128b/130b	16 GT/s	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031	~252,062
2019	5.0	128b/130b	32 GT/s	~32	~64	~128	~256	~512

PCI Express 2.0

PCI-SIG avaldas PCI Express 2.0 spetsifikatsiooni 15. jaanuaril 2007. Peamised uuendused PCI Express 2.0-s:

• Suurenenud läbilaskevõime: ühe rea ribalaius 500 MB/s või 5 GT/s ( Gigatehingud/s).
• Seadmete ja tarkvaramudeli vahelist edastusprotokolli on täiustatud.
• Dünaamiline kiiruse juhtimine (sidekiiruse juhtimiseks).
• Bandwidth Alert (tarkvara teavitamiseks siini kiiruse ja laiuse muutustest).
• Juurdepääsukontrolli teenused – valikulised punktist punkti tehingute haldamise võimalused.
• Täitmise ajalõpu kontroll.
• Funktsioonitaseme lähtestamine on valikuline mehhanism PCI-seadme PCI-funktsioonide lähtestamiseks.
• Toitepiirangu uuesti määratlemine (pesa võimsuspiirangu uuesti määratlemiseks, kui ühendate rohkem energiat tarbivaid seadmeid).

PCI Express 2.0 ühildub täielikult PCI Express 1.1-ga (vanad töötavad uute pistikutega emaplaatidel, kuid ainult kiirusega 2,5 GT/s, kuna vanad kiibistikud ei toeta kahekordset andmeedastuskiirust; uued videoadapterid töötavad probleemideta vanad PCI Express 1.x pistikud).

PCI Express 2.1

Füüsilistelt omadustelt (kiirus, pistik) vastab 2.0-le, tarkvaraosas on lisatud funktsioone, mis on plaanis täies mahus realiseerida versioonis 3.0. Kuna enamik emaplaate müüakse versiooniga 2.0, siis ainult 2.1-ga videokaardi olemasolu ei võimalda 2.1 režiimi kasutada.

PCI Express 3.0

2010. aasta novembris kinnitati PCI Express 3.0 spetsifikatsioonid. Liidese andmeedastuskiirus on 8 GT/s ( Gigatehingud/s). Kuid vaatamata sellele oli selle tegelik läbilaskevõime PCI Express 2.0 standardiga võrreldes siiski kahekordistunud. See saavutati tänu agressiivsemale 128b/130b kodeerimisskeemile, kus 128 bitti siini kaudu saadetud andmeid kodeeritakse 130 bitis. Samal ajal säilib täielik ühilduvus PCI Expressi eelmiste versioonidega. PCI Express 1.x ja 2.x kaardid töötavad pesas 3.0 ja vastupidi, PCI Express 3.0 kaart töötab pesades 1.x ja 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) teatas, et PCI Express 4.0 võiks standardiseerida enne 2016. aasta lõppu, kuid 2016. aasta keskel, kui mitmed kiibid olid juba tootmiseks ettevalmistamisel, teatas meedia, et standardimist on oodata 2017. aasta alguses. . läbilaskevõime on 16 GT/s, see tähendab, et see on kaks korda kiirem kui PCIe 3.0.

Jäta oma kommentaar!

Kus kasutatakse mittesüttivaid kangaid www.algo-textile.ru. Sääsevõrkude tarvikud sääsevõrkudele 2-sklad.ru.

PCI ja PCI-X

PCI ja PCI-X siinid

Sissejuhatus

PCI ja PCI-X siinid on peamised sisend-/väljundlaiendussiinid kaasaegsed arvutid; videoadapterite ühendamiseks täiendab neid AGP-port. I/O laiendussiinid (Expansion Bus) on süsteemitasemel ühenduvus: need võimaldavad adapteritel ja välisseadmete kontrolleritel otse kasutada arvutisüsteemi ressursse – mälu ja I/O aadressiruumi, katkestusi, otsejuurdepääsu mälule. Laiendussiinidega ühendatud seadmed saavad ise neid siine juhtida, pääsedes ligi teistele arvutiressurssidele. Laiendussiinid on mehaaniliselt teostatud pesade (pesakonnektorite) või tihvtidega; Neid iseloomustab juhtmete lühike pikkus, see tähendab, et need on puhtalt lokaalsed, mis võimaldab neil saavutada suuri töökiirusi. Neid siine ei pruugita konnektoritesse väljastada, vaid neid kasutatakse integreeritud emaplaatide seadmete ühendamiseks.

Alguses tutvustati PCI siini laiendusena (mezzanine siin) ISA siiniga süsteemidele. See töötati välja selle põhjal Pentium protsessorid, kuid läks hästi ka i486 protsessoritega. Hiljem sai PCI-st mõneks ajaks kesksiin: see ühendati protsessori siiniga suure jõudlusega sillaga (“põhjasild”), mis oli osa emaplaadi kiibistikust. Ülejäänud I/O laiendussiinid (ISA/EISA või MCA), samuti kohalik ISA-laadne X-BUS siin ja LPC liides, millega on ühendatud emaplaadi kiibid (ROM BIOS, katkestuskontrollerid, klaviatuurid, DMA , COM- ja LPT-pordid, HDD ja muud pisiasjad), mis on ühendatud PCI siiniga "lõunasilla" kaudu. Kaasaegsetes “jaoturi” arhitektuuriga emaplaatides on PCI-siin viidud perifeeriasse, ilma et see kahjustaks selle sidekanali mahtu protsessori ja mäluga, aga ka laadimata seadmeid teistele transiitliiklusega siinidele.

PCI-siin on sünkroonne – kõik signaalid püütakse kinni CLK signaali positiivse servaga (servaga). Nominaalseks sünkroniseerimissageduseks loetakse 33,3 MHz, vajadusel saab seda alandada. Alates versioonist PCI 2.1 on võimalik sagedust tõsta 66,6 MHz-ni, kui kõik siinis olevad seadmed “nõustuvad”. PCI-X-is võib sagedus ulatuda 133 MHz-ni.

PCI kasutab paralleelselt multipleksitud aadressi/andmeside (AD) siini, mille tüüpiline laius on 32 bitti. Spetsifikatsioon määratleb võimaluse laiendada bitisügavust 64 bitini; PCI-X versioon 2.0 määratleb ka 16-bitise siini valiku. Siini sagedusel 33 MHz ulatub teoreetiline läbilaskevõime 32-bitise siini puhul 132 MB/s ja 64-bitise siini puhul 264 MB/s; sünkroniseerimissagedusel 66 MHz - vastavalt 264 MB/s ja 528 MB/s. Kuid need tippväärtused saavutatakse ainult pakettülekande ajal: protokolli ülekoormuse tõttu on siini tegelik keskmine läbilaskevõime madalam.

PCI ja PCI-X siinide ning arvutiga ühilduvate arvutite teiste laiendussiinide võrdlusomadused on toodud tabelis. 1.1. ISA buss alates lauaarvutid lahkub, kuid säilitab oma positsiooni tööstuslikes ja sisseehitatud arvutites, nii traditsioonilises pesaversioonis kui ka PC/104 võileivaversioonis. Sülearvutites kasutatakse laialdaselt PCMCIA pesasid koos PC-kaardi ja kaardibussi siinidega. LPC siin on kaasaegne ja odav vahend mitteressursimahukate seadmete ühendamiseks emaplaadiga.

Rehv	Tippvõimsus MB/s	DMA kanalid	Bussimeister	ACFG	Andmete laius	Aadressi suurus	Sagedus MHz
ISA-8	4	3	-	-	8	20	8
ISA-16	8	7	+	-	16	24	8
LPC	6,7	7	+	-	8/16/32	32	33
EISA	33,3	7	+	+	32	32	8,33
MCA-16	16	-	+	+	16	24	10
MCA-32	20	-	+	+	32	32	10
VLB	132	-	(+)	-	32/64	32	33-50(66)
PCI	133-533	-	+	+	32/64	32/64	33/66
PCI-X	533-4256	-	+	+	16/32/64	32/64	66-133
PCI Express	496-15872	-	+	+	1/2/4/8/12/16/32	32/64	2,5 GHz
AGP 1x/2x/4x/8x	266/533/1066/2132	-	+	+	32	32/64	66
PCMCIA	10/22	+	-	+	8/16	26	10
Kaardibuss	132	-	+	+	32	32	33

ACFG1- Toetab automaatset konfigureerimist. ISA jaoks on PnP hiline lisand, mida rakendavad adapterid ja tarkvara.

PCI ja PCI-X siini signaalimisprotokoll

Infovahetus PCI ja PCI-X siinil on korraldatud tehingutena – loogiliselt sooritatud vahetusoperatsioonidena. Tüüpiline tehing hõlmab kahte seadet: vahetusinitsiaatorit, mida tuntakse ka ülemseadmena, ja sihtseadet, mida nimetatakse ka alamseadmeks. Nende seadmete vahelise suhtluse reeglid määrab PCI siini protokoll. Seade suudab jälgida siinis toimuvaid tehinguid ilma osalejaks olemata (signaale sisestamata); Termin Snooping vastab jälgimisrežiimile. On olemas spetsiaalne tehingutüüp (Special Cycle) - leviedastus, mille käigus algataja ei suhtle protokolli järgi ühegi seadmega. Iga tehing täidab ühe käsu, mis tavaliselt loeb või kirjutab andmeid määratud aadressile. Tehing algab aadressifaasiga, milles algataja määrab käsu ja sihtaadressi. Järgneda võivad andmefaasid, kus üks seade (andmeallikas) paneb andmed siinile ja teine ​​(valamu) loeb neid. Tehinguid, millel on mitu andmefaasi, nimetatakse paketttehinguteks. On ka üksikuid tehinguid (ühe andmefaasiga). Tehingu saab lõpule viia ilma andmefaasideta, kui sihtseade (või algataja) ei ole vahetuseks valmis. IN PCI-X siini on lisatud atribuudi faas, milles Lisainformatsioon tehingu kohta.

PCI ja PCI-X siini signaalimisprotokoll

Siiniliidese signaalide koostis ja eesmärk on toodud allolevas tabelis. Kõikide signaaliliinide olekuid tajub positiivne serv CLK ja neid momente on edasises kirjelduses siinitsüklite all (joonistel tähistatud vertikaalsete punktiirjoontega). Samu signaaliliine juhitakse erinevatel aegadel erinevaid seadmeid siini ja korrektseks (konfliktivabaks) "volituste üleandmiseks" on nõutav ajavahemik, mille jooksul ükski seade liini ei juhi. Ajadiagrammidel tähistab seda sündmust - niinimetatud "piruetti" (pööret) - paar poolringikujulist noolt.

Tabel. PCI siini signaalid

Signaal	Eesmärk
AD	Aadress/andmed – multipleksitud aadress/andmesiin. Tehingu alguses edastatakse aadress, järgnevates tsüklites - andmed
C/B#	Command/Byte Enable – käsk/luba baitidele juurde pääseda. Järgmise siinitsükli tüübi määrav käsk määratakse aadressifaasis neljabitise koodiga
RAAM #	Raam. Signaali sissetoomine tähistab tehingu algust (aadressifaasi), signaali eemaldamine näitab, et järgnev andmeedastuse tsükkel on tehingus viimane
DEVSEL#	Seadme valimine- valitud seade (CP vastus sellele adresseeritud tehingule)
IRDY#	Initiator Ready – põhiseadme valmisolek andmevahetuseks
TRDY#	Target Ready – juhtimiskeskuse valmisolek andmevahetuseks
STOP#	CPU-lt taotlus ülemseadmele praeguse tehingu peatamiseks
LUKKU#	Siini lukustussignaal katkematu töö tagamiseks. Kasutatakse silla poolt, mis nõuab ühe toimingu sooritamiseks mitut PCI tehingut
REQ#	Taotlus – peaseadme taotlus siini arestimiseks
GNT#	Grant - siini juhtimise andmine kaptenile
PAR	Paarsus – ühine paarsusbitt AD ja C/BE# ridade jaoks
PERR#	Parity Error — paarsusvea signaal (kõikide tsüklite jaoks, välja arvatud eritsüklid). Loob mis tahes seade, mis tuvastab vea
PME#	Toitehalduse sündmus - signaal sündmuste kohta, mis põhjustavad tarbimisrežiimi muutust ( lisasignaal, mis võeti kasutusele versioonis PCI 2.2)
CLKRUN#	Kell töötab – siin töötab nominaalsel taktsagedusel. Signaali eemaldamine tähendab tarbimise vähendamiseks sünkroonimise aeglustumist või peatamist (mobiilirakenduste puhul)
PRSN#	Olevik – plaadi kohaloleku indikaatorid, mis kodeerivad energiatarbimise päringu. Laienduskaardil on GND siiniga ühendatud üks või kaks LED-liini, mida tajub emaplaat
RST#	Lähtesta - lähtestage kõik registrid nende algolekusse (klõpsake nuppu "Lähtesta". ja taaskäivitamisel)
IDSEL	Initialization Device Select – seadme valik konfiguratsiooni lugemis- ja kirjutamistsüklites; Nendele tsüklitele reageerib seade, mis tuvastab sellel liinil kõrge signaalitaseme
SERR#	Süsteemi viga – süsteemiviga. Aadressi või andmepaarsuse viga spetsiaalses kaadris või muu seadme tuvastatud katastroofiline viga. Aktiveerib mis tahes PCI-seade ja kutsub NMI-d
REQ64#	64-bitise taotlus – 64-bitise vahetuse taotlus. Signaali sisestab 64-bitine initsiaator; see langeb ajaliselt kokku FRAME# signaaliga. Lähtestamise lõpetamise ajal (RST# signaal) annab 64-bitisele seadmele signaali, et see on ühendatud 64-bitise siiniga. Kui 64-bitine seade seda signaali ei tuvasta, peab see konfigureerima end ümber 32-bitisele režiimile, keelates suurebaidilised puhverahelad
ACK64#	64-bitise vahetuse kinnitus. Signaali sisestab 64-bitine protsessor, mis on oma aadressi ära tundnud, samaaegselt koodiga DEVSEL#. Kui seda kinnitust ei esitata, sunnib algataja vahetust teostama 32-bitisel tasemel
INTA#, INTB#, INTC#, INTD#	Katkestus A, B, C, D - katkestuspäringu read, taseme tundlikkus, aktiivne tase - madal, mis võimaldab ridade eraldamist (jagamist)
CLK	Kell — siini taktsagedus. Peaks jääma vahemikku 20-33 MHz, alates PCI 2.1-st võib see olla kuni 66 MHz, PCI-X-is kuni 100 ja 133 MHz
M66EN	66MHz Luba - taktsageduse eraldusvõime kuni 66 MHz (kaartidel 33 MHz on maandatud, 66 MHz puhul tasuta)
PCIXCAP (38B)	PCI-X võimalused: PCI-plaatidel - maandatud, PCI-X133-l ühendatud maandusega läbi 0,01 µF kondensaatori, PCI-X66 puhul - paralleelse RC-ahelaga 10 kOhm, 0,01 µF.
SDONE	Snoop Done – annab märku, et praeguse tehingu snoop-tsükkel on lõppenud. Madal tase näitab, et mälu ja vahemälu sidususe jälgimise tsükkel on mittetäielik. Valikuline signaal, mida kasutavad ainult vahemäluga siiniseadmed. PCI 2.2 seisuga aegunud
SBO#	Snoop Backoff - praegune juurdepääs siini abonendi mälule jõuab muudetud vahemälu reale. Valikuline signaal, mida kasutavad tagasikirjutusalgoritmi ajal ainult vahemäluga siiniabonendid. PCI 2.2 seisuga aegunud
SMBCLK	SMBus Clock - SMBus siini kellasignaal (I2C liides). Kasutusele võetud alates PCI 2.3 versioonist
SMBDAT	SMBus Data - SMBus siini jadaandmed (I2C liides). Kasutusele võetud alates PCI 2.3 versioonist
TCK	Test Clock – JTAG testliidese sünkroonimine
TDI	Test Data Input – JTAG testliidese sisendandmed
TDO	Test Data Output – JTAG testliidese väljundandmed
TMS	Test Mode Select – valige JTAG testliidese režiim
TRST	Test Logic Reset – lähtestage testloogika

Igal ajahetkel saab siini juhtida ainult ühe peaseadmega, mis on saanud selleks õiguse vahekohtunikult. Igal ülemseadmel on paar signaali – REQ# siini juhtimise taotlemiseks ja GNT# siini juhtimise lubamise kinnitamiseks. Seade saab tehingut alustada (FRAME# signaali seadistada) ainult siis, kui see võtab vastu aktiivse GNT# signaali ja ootab, kuni siini tegevust ei toimu. Pange tähele, et puhkust oodates võib kohtunik "mõtet muuta" ja anda bussi juhtimise teisele seadmele, millel on rohkem kõrge prioriteet. GNT# signaali eemaldamine takistab seadmel järgmise tehingu alustamist ning teatud tingimustel (vt allpool) võib sundida seda käimasolevat tehingut lõpetama. Bussi kasutamise taotluste vahekohtuga tegeleb spetsiaalne sõlm - vahekohtunik, mis on osa ühendavast sillast. see rehv keskusega. Prioriteediskeem (fikseeritud, ring-robin, kombineeritud) määratakse vahekohtuniku programmeerimisega.

Aadresside ja andmete jaoks kasutatakse ühiseid multipleksitud AD-liine. Neli multipleksitud C/BE liini tagavad juhiste kodeerimise aadressifaasis ja baitide eraldusvõime andmefaasis. Kirjutamistoimingutes võimaldavad C/BE read kasutada andmebaite samaaegselt nende olemasoluga AD siinil, lugemistehingute puhul viitavad need signaalid järgmise andmefaasi baitidele. Aadressifaasis (transaction start) aktiveerib juht FRAME# signaali, edastab sihtaadressi AD siinil ja edastab C/BE# liinidel informatsiooni tehingu tüübi (käskluse) kohta. Adresseeritud sihtseade vastab DEVSEL# signaaliga. Peaseade näitab oma valmisolekut andmete vahetamiseks IRDY# signaaliga; seda valmisolekut saab seadistada enne DEVSEL# vastuvõtmist. Kui sihtseade on andmete vahetamiseks valmis, seab see signaali TRDY#. Andmeid edastatakse AD siinil ainult siis, kui signaalid IRDY# ja TRDY# on samaaegselt olemas. Neid signaale kasutades koordineerivad juht- ja sihtseadmed oma kiirusi ooteolekute sisseviimisega. Alloleval joonisel on kujutatud vahetuse ajastusskeem, kus nii ülem- kui ka sihtseade sisestavad ootekellasid. Kui mõlemad sisestaksid valmis signaalid aadressifaasi lõpus ja ei eemaldaks neid enne vahetuse lõppu, siis edastataks igas aadressifaasi järgses taktitsüklis 32 bitti andmeid, mis tagaks vahetuse maksimaalse jõudluse. Lugemistehingutes on pärast aadressifaasi vaja pirueti jaoks lisakell, mille jooksul algataja lõpetab AD liini juhtimise; Sihtseade suudab AD siini juhtimise üle võtta alles järgmises taktitsüklis. Kirjutamistehingus pole piruetti vaja, sest algataja edastab andmed.

PCI siinis käsitletakse kõiki tehinguid pakettidena: iga tehing algab aadressifaasiga, millele võib järgneda üks või mitu andmefaasi. Andmefaaside arv paketis ei ole otseselt näidatud, kuid viimase andmefaasi taktitsüklis eemaldab ülemseade IRDY# signaali sisestamisel signaali FRAME#. Üksikute tehingute puhul on FRAME# signaal aktiivne ainult ühe taktitsükli jooksul. Kui seade ei toeta alamrežiimis paketttehingut, peab ta taotlema paketttehingu lõpetamist esimese andmefaasi ajal (kehtides STOP# signaali samaaegselt TRDY#-ga). Vastuseks sellele viib kapten selle tehingu lõpule ja jätkab järgmise tehingu vahetamist järgmine väärtus aadressid. Pärast viimast andmefaasi eemaldab juhtseade IRDY# signaali ja siin läheb jõudeolekusse (Idle) – mõlemad signaalid: FRAME# ja IRDY# on passiivses olekus.

Algataja saab alustada järgmist tehingut ilma puhkeperioodita, määrates FRAME# samaaegselt IRDY# eemaldamisega. Selliseid kiireid külgnevaid tehinguid (Fast Back-to-Back) saab adresseerida kas ühele või erinevatele sihtseadmetele. Esimest tüüpi kiireid külgnevaid tehinguid toetavad kõik sihtseadmena töötavad PCI-seadmed. Teist tüüpi külgnevate tehingute tugi (selline tugi on valikuline) on tähistatud olekuregistri bitiga 7. Initsiaatoril on lubatud (kui ta oskab) kasutada kiireid kõrvutitehinguid erinevaid seadmeid(lubatud käsuregistri bitiga 9) ainult siis, kui kõik siiniagendid võimaldavad kiiret juurdepääsu. Andmete vahetamisel sisse PCI-X režiim kiired kõrvutitehingud ei ole lubatud.

Siiniprotokoll tagab vahetuse töökindluse – ülemseade saab alati infot sihtseadme tehingu töötlemise kohta. Vahetuse töökindluse suurendamise vahendiks on paarsuskontrolli kasutamine: AD ja C/BE# read nii aadressifaasis kui ka andmefaasis on kaitstud paarsusbitiga PAR (nende ridade seatud bittide arv, kaasa arvatud PAR, peab olema paaris). Tegelik PAR-väärtus ilmub siinile ühe taktitsükli viivitusega liinide AD ja C/BE# suhtes. Kui tuvastatakse viga, genereerib seade PERR# signaali (nihutatakse ühe kella võrra pärast kehtiva paarsusbiti ilmumist siinile). Pariteedi arvutamisel andmeedastuse ajal võetakse arvesse kõiki baite, sealhulgas kehtetuid baite (märgitud kõrge C/BEx# signaaliga). Biti olek peab isegi kehtetute andmebaitide korral jääma andmefaasi ajal stabiilseks.

Iga tehing siinis peab olema plaanipäraselt lõpule viidud või katkestatud ning buss peab minema puhkeolekusse (signaalid FRAME# ja IRDY# on passiivsed). Tehingu lõpuleviimise algatab põhiseade või sihtseade.

Kapten saab tehingu lõpule viia ühel järgmistest viisidest:

• lõpetamine – tavaline lõpetamine andmevahetuse lõppedes;
• time-out — lõpetamine ajalõpu järgi. Tekib siis, kui peamise siini juhtseade eemaldatakse tehingu ajal (eemaldades GNT# signaali) ja selle latentsustaimer aegub. See võib juhtuda, kui adresseeritud sihtseade on ootamatult aeglane või tehing on ajastatud liiga pikaks. Lühikesed tehingud (ühe või kahe andmefaasiga), isegi kui GNT# signaal eemaldatakse ja taimer käivitatakse, lõpetatakse normaalselt;
• master-Abort – Tehingu katkestamine, kui juhtseade ei saa sihtseadmelt vastust (signaal DEVSEL#) määratud aja jooksul.

Tehingu saab lõpetada sihtseadme algatusel; Selleks võib see sisestada STOP# signaali. Võimalik on kolme tüüpi tehingu lõpetamine:

• uuesti proovimine - kordamine, STOP# signaali sisseviimine passiivse TRDY# signaaliga enne esimest andmefaasi. See olukord tekib siis, kui sihtseadmel ei ole sisemise hõivatuse tõttu aega esimesi andmeid õigeaegselt toota (16 taktitsüklit). Korduskatse katkestamine on juhis juhtseadmele sama tehingu taaskäivitamiseks;
• disconnect - lahtiühendamine, STOP# signaali sisseviimine esimese andmefaasi ajal või pärast seda. Kui STOP# signaal sisestatakse siis, kui järgmise andmefaasi TRDY# signaal on aktiivne, siis need andmed edastatakse ja tehing lõpetatakse. Kui STOP# signaal on seatud siis, kui signaal TRDY# on passiivne, siis sooritatakse tehing ilma järgmise faasi andmeid edastamata. Ühenduse katkestamine toimub siis, kui sihtseade ei suuda õigeaegselt väljastada ega vastu võtta järgmist pakettandmete osa. Ühenduse katkestamine on juhis ülemale selle tehingu taaskäivitamiseks, kuid muudetud algusaadressiga;
• target-abort - rike, STOP# signaali sisseviimine samaaegselt signaali DEVSEL# eemaldamisega (varasematel juhtudel oli STOP# signaali ilmumisel DEVSEL# signaal aktiivne). Pärast seda andmeid enam ei edastata. Tõrge ilmneb siis, kui sihtseadmel ilmneb saatuslik tõrge või muud tingimused, mille korral see ei saa enam seadet teenindada see taotlus(kaasa arvatud toetamata käsk).

Kolme tüüpi tehingute lõpetamise kasutamine ei ole kõigi sihtseadmete jaoks vajalik, kuid iga peaseade peaks olema valmis tehingute lõpetamiseks mis tahes nimetatud põhjustel.

Katse lõpetamise tüüpi kasutatakse hilinenud tehingute korraldamiseks. Edasilükatud tehinguid kasutavad ainult aeglased sihtseadmed ja PCI-sillad tehingute teisele siinile tõlkimisel. Katkestades (algataja jaoks) uuesti proovimise tingimusega tehingu, täidab sihtseade tehingu sisemiselt. Kui algataja kordab seda tehingut (annab andmefaasis sama käsu sama aadressiga ja sama C/BE# signaalide komplektiga), on sihtseadmel (või sillal) tulemus juba valmis (andmete lugemine või kirjutamise edenemine olek), et see naaseb kiiresti algatajale. Antud seadme poolt sooritatud poolelioleva tehingu tulemus peab seade või sild salvestama seni, kuni algataja tulemusi küsib. Ta võib aga tehingut korrata "unustada" (mõnede ebanormaalsete olukordade tõttu). Tulemuste salvestuspuhvri ületäitumise vältimiseks peab seade need tulemused ära viskama. Kukkumist saab teha ilma kõrvalmõjudeta, kui tehing lükati eellaadimist võimaldavasse mällu (atribuudiga prefetchable, vt allpool). Üldjuhul ei saa teist tüüpi tehingutest karistamatult loobuda (võib rikkuda andmete terviklikkust), nende puhul on kasutuselt kõrvaldamine lubatud alles pärast 215 siinitsükli edutut korduse ootamist (kui käivitub kasutuselt kõrvaldamise taimer). Seade saab sellest erandist teatada oma draiverile (või kogu süsteemile).

Tehingu algataja võib taotleda PCI siini eksklusiivset kasutamist vahetusoperatsiooni kestel, mis nõuab mitut siinitehingut. Näiteks kui CPU täidab PCI-seadmele kuuluvas mäluelemendis andmete muutmise käsu, peab ta lugema seadmest andmeid, muutma neid oma ALU-s ja tagastama tulemuse seadmele. Selleks, et teiste algatajate tehingud ei segaks seda toimingut (mis võib põhjustada andmete terviklikkuse rikkumisi), teostab põhisild seda blokeeritud toiminguna – LOCK# siini signaal edastatakse kogu toimingu ajaks. Tavalised PCI-seadmed (mitte sillad) ei kasuta (ega tooda) seda signaali mingil viisil; seda kasutavad vaid sillad vahekohtu kontrollimiseks.

Riistvarakatkestused arvutiga ühilduvates arvutites

PCI-seadmetel on võimalus asünkroonsetest sündmustest katkestuste abil signaali anda. PCI siinil on saadaval nelja tüüpi katkestuste signaalimine:

• traditsiooniline juhtmega signaalimine INTx liinide kaudu;
• energiajuhtimise sündmuste juhtmega signaalimine PME# liini kaudu;
• signaalimine sõnumite abil - MSI;
• andes märku saatuslikust veast liinil SERR#.

See peatükk hõlmab kõiki neid signalisatsioonitüüpe, samuti üldist pilti riistvarakatkestuse toest arvutiga ühilduvates arvutites.

Riistvarakatkestused arvutiga ühilduvates arvutites

Riistvarakatkestused annavad protsessori vastuse sündmustele, mis toimuvad käivitava programmikoodi suhtes asünkroonselt. Tuletame meelde, et riistvaralised katkestused jagunevad maskeeritavateks ja mittemaskeeritavateks. Katkestussignaali korral peatab x86 protsessor jooksva käsuvoo täitmise, salvestades virna oleku (lipud ja tagastusaadress) ning teostab katkestuste käsitlemise protseduuri. Konkreetne töötlemisprotseduur valitakse katkestuste tabelist katkestusvektoriga - selles tabelis oleva elemendi ühebaidise numbriga. Katkestuste vektor tuuakse protsessorisse erineval viisil: mittemaskeeritavate katkestuste puhul on see fikseeritud, maskeeritavate katkestuste puhul teatab spetsiaalne katkestuste kontroller. Lisaks riistvaralistele katkestustele on x86 protsessoritel ka sisemised katkestused – nendega on seotud erandid erijuhtudel juhiste täitmine ja tarkvara katkestused. Erandite puhul määrab vektori eritingimus ise ja Intel jätab esimesed 32 vektorit (0-31 või 00-1Fh) erandite jaoks. Tarkvarakatkestuste puhul sisaldub vektori number käsus endas (tarkvarakatkestused on vaid spetsiifiline viis protseduuride numbri järgi kutsumiseks, kusjuures lipuregister salvestatakse kõigepealt virna). Kõik need katkestused kasutavad sama 256 võimalikust vektorist koosnevat komplekti. Ajalooliselt kattuvad riistvarakatkestuste vektorid, välja arvatud BIOS-i ja DOS-i teenusekõnede jaoks kasutatud tarkvarakatkestuste vektorid ja vektorid. Seega peab paljude vektorarvude puhul katkestustabelis viidatud protseduur sisaldama alguses programmikoodi, mis määrab, mis põhjusel see kutsuti: erandi tõttu, riistvaralise katkestuse või mõne numbri väljakutsumiseks. süsteemiteenus. Seega kutsutakse protseduur, mis tegelikult tagab protsessori reageerimise samale asünkroonsele sündmusele, alles pärast katkestuse allika tuvastamiseks tehtud toiminguid. Samuti märgime siinkohal ära, et sama katkestusvektorit saavad kasutada mitmed välisseadmed – see on nn katkestuste jagatud kasutamine, millest on allpool üksikasjalikult juttu.

Katkestusteenuse rutiini kutsumine protsessori reaalsetes ja kaitstud režiimides on oluliselt erinev:

• reaalrežiimis sisaldab katkestustabel 4-baidiseid kaugosutajaid (segment ja nihe) vastavatele protseduuridele, mis kutsutakse välja kaugkõnega (Call Far koos eelsalvestatud lippudega). Tabeli suurus (256 × 4 baiti) ja asukoht (alates aadressist 0) on fikseeritud;
• Kaitstud režiimis (ja konkreetsel juhul V86 režiimis) sisaldab tabel 8-baidiseid katkestuste deskriptoreid, milleks võivad olla katkestusväravad, lõksväravad või ülesannete väravad. Tabeli suurust saab vähendada (maksimaalselt - 256 × 8 baiti), tabeli asukohta saab muuta (määrab protsessori IDT registri sisu). Katkestuse töötleja kood peab olema vähemalt sama privilegeeritud kui katkestatud ülesande kood (vastasel juhul käivitatakse turvaerand). Sel põhjusel peavad katkestuste töötlejad töötama OS-i kerneli tasemel (nullõiguste tasemel). Õiguste taseme muutmine töötleja kutsumisel toob kaasa lisaaega, mis kulub virna uuesti määratlemisele. Katkestused, mis põhjustavad ülesannete vahetamist (Task Gate'i kaudu), kulutavad märkimisväärselt aega konteksti vahetamisele - protsessoriregistrite mahalaadimisele vana ülesande olekusegmenti ja uue ülesande olekusegmendist laadimisele.

Riistvaraliste katkestuste jaoks kasutatud vektorite arv operatsioonisüsteemid kaitstud režiimi ahs erinevad reaalrežiimi OS-is kasutatavatest numbritest, et need ei oleks vastuolus protsessori erandite jaoks kasutatavate vektoritega.

Protsessor reageerib alati mittemaskeeritavale katkestusele (NMI) (kui eelmise NMI teenindus on lõpetatud); See katkestus vastab fikseeritud vektorile 2. Mittemaskeeritavaid katkestusi kasutatakse personaalarvutites surmavatest riistvaravigadest märku andmiseks. NMI liini signaal tuleb mälu juhtimisahelatelt (paarsus või ECC), ISA siini juhtliinidelt (IOCHK) ja PCI siinilt (SERR#). NMI-signaal blokeeritakse enne protsessorisse sisenemist, määrates pordi 070h biti 7 väärtusele 1, üksikud allikad on lubatud ja identifitseeritud pordi 061h bittide järgi:

• bitt 2 R/W - ERP - luba juhtida RAM-i ja PCI siini SERR# signaali;
• bitt 3 R/W - EIC - ISA siini juhtimise eraldusvõime;
• bitt 6 R - IOCHK - juhtimisviga ISA siinil (IOCHK# signaal);
• bitt 7 R - PCK - RAM-i paarsusviga või SERR# signaal PCI siinil.

Protsessori reaktsiooni maskeeritavatele katkestustele saab edasi lükata, lähtestades selle sisemise IF-lipu (CLI-käsk keelab katkestused, STI-käsk lubab). Maskeeritavaid katkestusi kasutatakse seadmete sündmustest signaalimiseks. Kui toimub sündmus, mis nõuab vastust, genereerib seadme adapter (kontroller) katkestusnõude, mis saadetakse katkestuskontrolleri sisendisse. Katkestuste kontrolleri ülesandeks on tuua katkestusnõue protsessorisse ja edastada vektor, mille järgi tarkvara katkestuste käsitlemise protseduur on valitud.

Seadme katkestamise rutiin peab seadme teenindamiseks tegema toiminguid, sealhulgas lähtestama selle päringu, et see saaks vastata järgmistele sündmustele, ja saatma katkestuskontrollerile lõpetamiskäske. Töötlemisrutiini kutsumisel salvestab protsessor automaatselt kõigi virna lippude väärtused ja lähtestab IF-lipu, mis keelab maskeeritavad katkestused. Sellest protseduurist naastes (kasutades IRET-i käsku) taastab protsessor salvestatud lipud, sealhulgas seatud (enne katkestust) IF-i, mis võimaldab taas katkestusi. Kui katkestuste käitleja töötamise ajal on vaja reageerida teistele katkestustele (kõrgema prioriteediga), siis peab STI käsk käitlejas olemas olema. See kehtib eriti pikkade käitlejate kohta; siin tuleks STI juhis sisestada võimalikult vara, kohe pärast kriitilist (mittekatkestatavat) sektsiooni. Katkestuste kontroller teenindab järgnevaid sama või madalama prioriteediga katkestusi alles pärast EOI (End Of Interrupt) käsu saamist.

IBM PC-ühilduvad arvutid kasutavad kahte peamist tüüpi katkestuskontrollereid:

• PIC (Peripheral Interrupt Controller) on välisseadmete katkestuskontroller, tarkvara, mis ühildub "ajaloolise" 8259A kontrolleriga, mida kasutati esimestes IBM PC mudelites. Alates IBM PC/AT ajast on kasutatud paari kaskaad-PIC-i, mis võimaldab teenindada kuni 15 katkestuspäringu rida;
• APIC (Advanced Peripheral Interrupt Controller) on täiustatud välisseadmete katkestuskontroller, mis on kasutusele võetud mitme protsessori süsteemide toetamiseks arvutites, mis põhinevad 4-5 põlvkonna protsessoritel (486 ja Pentium) ning seda kasutatakse ka tänapäeval hilisemate protsessorimudelite jaoks. Lisaks mitmeprotsessori konfiguratsioonide toetamisele võimaldab kaasaegne APIC suurendada saadaolevate katkestusliinide arvu ja käsitleda sõnumimootori (MSI) kaudu saadetud PCI-seadmete katkestustaotlusi. APIC-kontrolleriga varustatud arvuti peab suutma töötada standardse PIC-paariga ühilduvas režiimis. Selle režiimi aktiveerib riistvara lähtestamine (ja sisselülitamine), mis võimaldab kasutada vanu OS-i ja MS DOS-i rakendusi, mis ei tunne APIC-d ja multitöötlust.

Traditsiooniline skeem katkestustaotluste genereerimiseks paari PIC-i abil on näidatud alloleval joonisel.

Katkestuskontrolleri sisendid võtavad vastu päringuid süsteemiseadmetelt (klaviatuur, süsteemitaimer, CMOS-taimer, kaasprotsessor), emaplaadi välisseadmete kontrolleritelt ja laienduskaartidelt. Traditsiooniliselt on kõik päringuliinid, mida loetletud seadmed ei hõivata, kõigis ISA/EISA siini pesades. Need read on tähistatud IRQx-ga ja neil on ühine eesmärk (vt allolevat tabelit). Mõned neist liinidest on eraldatud PCI siinile. Tabelis on näidatud ka katkestuste prioriteedid – päringud on järjestatud kahanevas järjekorras. Kontrolleri päringuridadele, prioriteetsüsteemile ja mõnele muule parameetrile vastavate vektorite arvud määratakse kontrollerite lähtestamise ajal programmiliselt. Need põhisätted jäävad tarkvara ühilduvuse osas traditsioonilisteks, kuid erinevad reaal- ja kaitstud režiimis OS-ide vahel. Näiteks Windows OS-is on põhi- ja alamkontrollerite baasvektorid vastavalt 50h ja 58h.

Nimi (number 1)	Vektor 2	Vektor 3	Kontroller/mask	Kirjeldus
NMI	02h
IRQ0	08h	50h	#1/1h	Kanali juhtimine, mälupaarsus (XT-s - kaasprotsessor)
IRQ1	09h	51h	#1/2h	Klaviatuur
IRQ2	0 Ah	52h	#1/4h	XT - reserv, AT - pole saadaval (IRQ8-IRQ15 kaskaad on ühendatud)
IRQ8	70h	58h	#2/1h	CMOS RTC – reaalajas kell
IRQ9	71h	59h	#2/2h	Reserv
IRQ10	72h	5 Ah	#2/4h	Reserv
IRQ11	73h	5 Bh	#2/8h	Reserv
IRQ12	74h	5Ch	#2/10h	PS/2-Mouse (reserv)
IRQ13	75h	5Dh	#2/20h	Matemaatika kaasprotsessor
IRQ14	76h	5 Eh	#2/40h	HDC - HDD kontroller
IRQ15	77h	5Fh	#2/80h	Reserv
IRQ3	0Bh	52h	#1/4h	COM2, COM4
IRQ4	0Ch	53h	#1/10h	COM1, COM3
IRQ5I	0Dh	54h	#1/20h	XT – HDC, AT – LPT2, heli (reserv)
IRQ6	0 Eh	55h	#1/40h	FDC - ujuvajami kontroller
IRQ7	0Fh	56h	#1/80h	LPT1 - printer

*1 Katkestustaotlusi 0, 1, 8 ja 13 ei väljastata laiendussiinidele.
*2 Reaalprotsessori režiimis töötamisel kuvatakse vektornumbrid.
*3 Windows OS-is töötades kuvatakse vektornumbrid.

Igale seadmele, mis vajab oma töö toetamiseks katkestusi, tuleb määrata oma katkestuse number. Katkestuste numbrite määramine toimub kahelt poolt: esiteks tuleb katkestusi vajav adapter konfigureerida kasutama kindlat siiniliini (kas hüppajate või tarkvara abil). Teiseks tuleb adapterit toetavale tarkvarale teada anda kasutatavast vektorinumbrist. ISA- ja PCI-siinide PnP-süsteem saab osaleda katkestuste määramise protsessis; päringuliinide siinide vahel jagamiseks kasutatakse spetsiaalseid parameetreid CMOS-i seadistamine. Kaasaegsetel operatsioonisüsteemidel on võimalus muuta CMOS-i häälestuse kaudu tehtud jaotamise päringute määramist.

Pärast katkestussüsteemi konfigureerimist (katkestuskontrolleri initsialiseerimist, päringuliinide määramist seadmetele ja töötlemisprotseduuride viidate seadistamist) töödeldakse maskeeritavaid riistvarakatkestusi järgmiselt:

• katkestuse sündmuse korral ergastab seade talle määratud katkestusnõude rea;
• kontroller saab katkestusallikatest päringusignaale (IRQx signaalid) ja maskeerimata päringu korral saadab signaali üldine taotlus katkestused (INTR signaal) x86 protsessorile;
• päringule vastates (kui IF-lipuga katkestused on lubatud) salvestab protsessor pinusse lipuregistri sisu ja tagastusaadressi, misjärel genereerib INTA (Interrupt Acknowledge) siinitsükli, mis edastatakse katkestuse kontroller;
• INTA signaali vastuvõtmise hetkel salvestab katkestuskontroller oma päringu sisendite oleku - selleks hetkeks võis nende olek muutuda: võivad ilmuda uued päringud või kaduda "kannatamatu" seadme päring. Kontroller analüüsib sissetulevaid päringuid vastavalt programmeeritud prioriteetskeemile ja saadab protsessorile katkestusvektori, mis vastab kõrgeima prioriteediga maskeerimata päringule, mis on kontrolleri sisendis INTA siini käsu andmise ajal. Samal ajal teostab vastutav töötleja ka mõningaid toiminguid vastavalt kehtestatud prioriteedipoliitikale, võttes arvesse, milline vektor saadeti (milline päringutest läks teenusesse);
• Pärast katkestusvektori vastuvõtmist kutsub protsessor oma numbri abil välja vastava katkestuste käsitlemise protseduuri. Kui antud katkestusvektorit ei kasutata mitte ainult riistvaraliste katkestuste, vaid ka erandite ja/või tarkvara katkestuste jaoks, siis peab rutiin esmalt kindlaks määrama, millise neist tüüpidest sündmus on. Selleks saab protseduur ühendust võtta PIC-kontrolleriga (lugeda ISR-registrit) ja analüüsida protsessoriregistrite seisu. Täiendavaid samme kaalutakse juhul, kui tuvastatakse riistvarakatkestus;
• Katkestuse käsitlemise protseduur peab tuvastama katkestuse allika – määrama selle põhjustanud seadme. Kui antud päringunumbrit (ja seega ka vektorit) kasutavad ühiselt mitu seadet, saab katkestuse allika tuvastada ainult järjestikuse juurdepääsu kaudu iga seadme registritele. Sel juhul tuleks arvestada võimalusega saada päringuid mitmelt seadmelt samaaegselt või ühe katkestuse töötlemise ajal;
• protseduur peab teenindama katkestuse allika seadet - tegema "kasulikke" toiminguid, mis on seotud sündmusega, millest seade märku andis. See teenus peaks tagama ka selle seadme katkestuse taotluse signaali eemaldamise. Jagatud katkestuste korral võib allikaid olla mitu ja kõik need vajavad hooldust;
• kui katkestuse töötlemine võtab palju aega, mille jooksul süsteem peab vastama kõrgema prioriteediga päringutele, siis pärast kriitilist osa lisatakse töötlejasse STI käsk, mis määrab protsessoris katkestuse lubamise lipu (IF). . Nüüdsest on võimalikud pesastatud katkestused, mis katkestavad töö sellest käitlejast teine, kõrgema prioriteediga protseduur;
• Katkestuste käsitlemise protseduur peab saatma kontrollerile käskluse katkestamise töötlemise lõpetamiseks EOI (End Of Interrupt), mille abil kontroller võimaldab järgnevalt signaali vastu võtta teenindatavast sisendist ja madalama prioriteediga sisenditest. Seda tuleb teha pärast katkestussignaali eemaldamist hooldatavatelt seadmetelt, vastasel juhul saadab kontroller pärast EOI-d teise päringu. Katkestuste töötleja, mille kohta päring on tulnud alamkontrollerilt, peab saatma EOI nii alam- kui ka ülemkontrollerile. Käsitleja osa, mis algab EOI käsu andmisest kuni lõpetamiseni (IRET käsk), peab olema katkematu ehk see on kriitiline lõik. Kui töötleja lubas pesastatud katkestusi, peab enne EOI käsu andmist olema katkestusi keelav CLI käsk;
• katkestustöötlus lõpetatakse IRET-käsuga, millega protsessor naaseb katkestatud käsuvoo täitmise juurde, olles eelnevalt pinust välja otsinud lippude registri sisu. Sel juhul lubatakse riistvarakatkestused uuesti.

Seda järjestust kirjeldatakse seoses tavalise katkestuskontrolleriga (PIC), APIC-ga süsteemid muudavad katkestuste vektori kontrollerilt protsessorisse edastamise viisi ja MSI katkestused muudavad signaali edastamise viisi seadmest APIC-kontrollerisse. . Neid nüansse kirjeldatakse järgmistes osades.

Üldine informatsioon

PCI sillad (PCI Bridge) on spetsiaalne riistvara PCI (ja PCI-X) siinide omavaheliseks ja teiste siinidega ühendamiseks. Host Bridge'i kasutatakse PCI ühendamiseks arvuti keskosaga (süsteemimälu ja protsessor). Peasilla "auväärne kohustus" on genereerida kõnesid keskprotsessori kontrolli all olevasse konfiguratsiooniruumi, mis võimaldab hostil (keskprotsessoril) konfigureerida kogu PCI siini alamsüsteemi. Süsteemil võib olla mitu peamist silda, mis võimaldab suure jõudlusega sidet keskusega rohkem seadmed (seadmete arv ühes siinis on piiratud). Neist bussidest üks on tinglikult määratud põhibussiks (buss 0).

Täiendavate PCI siinide ühendamiseks kasutatakse PCI peer sildu (PeertoPeer Bridge). Need sillad lisavad alati täiendavat andmeedastust, nii et seadme ja jaoturi vahelise side tõhus jõudlus väheneb iga takistava sillaga.

PCMCIA, CardBus, MCA, ISA/EISA, X-Bus ja LPC siinide ühendamiseks kasutatakse spetsiaalseid sildu, mis sisalduvad emaplaadi kiibikomplektides või on eraldi PCI seadmed (kiibid). Need sillad teisendavad ühendatud siinide liideseid, sünkroonivad ja puhverdavad andmevahetust.

Iga sild on programmeeritav – talle on antud aadressivahemikud mälus ja seadmetele eraldatud sisend/väljundruumid selle siinidel. Kui praeguse tehingu CPU aadress silla ühel siinil (küljel) viitab vastaspoole siinile, tõlgib sild tehingu vastavale siinile ja tagab siini protokolli läbirääkimise. Seega teostab PCI-sildade kogum päringute marsruutimist mööda seotud siine. Kui süsteemil on mitu peasilda, siis ei pruugi erinevate siinide peal olevate seadmete vaheline ots-ots-marsruutimine olla võimalik: põhisillad võivad olla omavahel ühendatud ainult mälukontrolleri magistraalteede kaudu. Igat tüüpi PCI-tehingute tõlkimise toetamine peamiste sildade kaudu osutub sel juhul liiga keeruliseks ja seetõttu pole PCI spetsifikatsioonis seda rangelt nõutud. Seega pääsevad süsteemimälu juurde kõik aktiivsed seadmed kõikidel PCI siinidel, kuid peer-to-peer side võimalus võib sõltuda sellest, kas need seadmed kuuluvad ühte või teise PCI siini.

PCI-sildade kasutamine pakub selliseid võimalusi nagu:

• võimaliku ühendatud seadmete arvu suurendamine, siini elektriliste spetsifikatsioonide piirangute ületamine;
• PCI seadmete jaotus segmentideks - PCI siinid - erinevate omadustega bitisügavus (32/64 bitti), taktsagedus (33/66/100/133 MHz), protokoll (PCI, PC-X Mode 1, PCI-X Mode 2, PCI Express). Igal siinil on kõik abonendid võrdsed nõrgima osalejaga; seadmete õige paigutus bussides võimaldab maksimaalne efektiivsus kasutada seadmete ja emaplaatide võimalusi;
• segmentide organiseerimine seadmete "kuum" ühendamise/lahtiühendamisega;
• erinevatel bussidel asuvatelt algatajatelt tehingute samaaegse paralleelse täitmise korraldamine.

Iga PCI sild ühendab ainult kahte siini: esmase siini, mis asub hierarhia tipule lähemal, sekundaarse siiniga; Sillaliideseid, mille kaudu see on nende siinidega ühendatud, nimetatakse vastavalt primaarseks ja sekundaarseks. Lubatud on ainult puhtalt puutaoline konfiguratsioon, see tähendab, et kaks siini on omavahel ühendatud ainult ühe sillaga ja sildade “aasusid” pole. Antud silla sekundaarse liidesega teiste sildade kaudu ühendatud siine nimetatakse allutatud siinideks. PCI-sillad moodustavad PCI-siinide hierarhia, mille ülaosas on põhisillaga ühendatud põhisiin, nummerdatud null. Kui peasildasid on mitu, siis nende bussidest (mis on võrdsed) on peamine see, millel on nullnumber.

Sild peab täitma mitmeid kohustuslikke funktsioone:

• teenindada selle sekundaarse liidesega ühendatud siini:
• teostab arbitraaži - REQx# päringu signaalide vastuvõtmine siiniülematelt ja neile õiguse andmine siini juhtimiseks GNTx# signaalidega
• parkige siin - saatke mõnele seadmele GNTx# signaal, kui siini juhtimine pole ühegi masteri poolt nõutav;
• genereerida 0-tüüpi konfiguratsioonitsükleid üksikute IDSEL-signaalide moodustamisega adresseeritavale PCI-seadmele;
• "tõmba" juhtsignaalid kõrgele tasemele;
• määrata ühendatud seadmete võimalused ja valida neid rahuldav siini töörežiim (sagedus, bitisügavus, protokoll);
• genereerida riistvara lähtestamine (RST#), lähtestades esmasest liidesest ja käsuga, teatades valitud režiimist spetsiaalse häirega.
• pidama silla vastaskülgedel asuvate ressursside kaarte;
• reageerima sihtseadme varjus tehingutele, mille juht on algatanud ühes liideses ja adresseeritud teises liideses asuvale ressursile; edastada need tehingud teisele liidesele, mis toimib peaseadmena, ja edastada nende tulemused tõelisele algatajale.

Neid funktsioone täitvaid sildu nimetatakse läbipaistvateks sildadeks; selliste sildade taga asuvate seadmetega töötamine pole vajalik lisadraiverid sild. Just neid sildu on kirjeldatud PCI Bridge 1.1 spetsifikatsioonis ja neile kui PCI-seadmetele on eriklass (06). Sel juhul eeldatakse ressursi adresseerimismudelit (mälu ja I/O): igal seadmel on antud süsteemis (arvutis) kordumatud (teistega mitte ristuvad) aadressid.

Samuti on olemas läbipaistmatud sillad (mittepaistev sild), mis võimaldavad korraldada eraldi segmente oma kohalike aadressiruumidega. Läbipaistmatu sild teostab aadressi translatsiooni (teisendamise) tehingute jaoks, mille algataja ja sihtseade asuvad silla vastaskülgedel. Kõik vastaspoole ressursid (aadressivahemikud) ei pruugi olla sellise silla kaudu kättesaadavad. Läbipaistmatuid sildu kasutatakse näiteks siis, kui arvutil on “intelligentne sisend/väljund” (I20) alamsüsteem, millel on oma I/O protsessor ja kohalik aadressiruum.

Üldine informatsioon

PCI siinil on algselt võimalus süsteemiressursse automaatselt konfigureerida (mälu- ja I/O-ruumid ning katkestusnõude read). Seadme automaatset seadistamist (aadresside ja katkestuste valik) toetavad BIOS ja OS-i tööriistad; see on keskendunud PnP-tehnoloogiale. PCI-standard määrab iga funktsiooni jaoks konfiguratsiooniruumi kuni 256 registrist (8-bitist), mis ei ole määratud ei mälu- ega sisend-väljundruumile. Nendele pääseb juurde spetsiaalsete siinikäskude abil Configuration Read ja Configuration Write, mis on loodud ühe allpool kirjeldatud riist- ja tarkvaramehhanismi abil. Selles ruumis on alad, mis on vajalikud kõigi ja konkreetsete seadmete jaoks. Antud seadmel ei pruugi olla registreid kõigil aadressidel, kuid see peab toetama neile suunatud toimingute tavapärast lõpetamist. Sel juhul peaks olematute registrite lugemine tagastama nullid ja kirjutamine peaks toimuma tühikäigu toiminguna.

Funktsiooni konfiguratsiooniruum algab standardse päisega, mis sisaldab tootja, seadme ja selle klassi identifikaatoreid ning vajalike ja hõivatud süsteemiressursside kirjeldust. Päise struktuur on standardiseeritud tavaseadmetele (tüüp 0), PCI-PCI sildadele (tüüp 1), PCI-CardBus sildadele (tüüp 2). Päise tüüp määrab hästi tuntud registrite asukoha ja nende bittide eesmärgi. Päise järel võivad olla seadmepõhised registrid. Seadmete standardiseeritud võimaluste (võimekuse) jaoks (näiteks energiahaldus) on konfiguratsiooniruumis teadaoleva otstarbega registrite plokid. Need plokid on organiseeritud ahelateks, esimesele sellisele plokile viidatakse standardpäises (CAP_PTR); ploki esimeses registris on link järgmisele plokile (või 0, kui see plokk- viimane). Seega saab konfiguratsioonitarkvara ketti skaneerides loendi kõigist saadaolevatest seadme omadustest ja nende asukohtadest funktsioonide konfiguratsiooniruumis. PCI 2.3 määratleb järgmised CAP_ID-d, millest mõnda me vaatame:

• 01 - energiamajandus;
• 02 - AGP port;
• 03 - VPD (Vital Product Data), andmed, mis annavad põhjaliku kirjelduse seadmete riistvara (võimalik, et ka tarkvara) omadustest;
• 04 — pesade ja šassii nummerdamine;
• 05 - MSI katkestab;
• 06 - Hot Swap, kuum ühendus kompaktse PCI jaoks;
• 07 - PCI-X protokolli laiendused;
• 08 - reserveeritud AMD jaoks;
• 09 - tootja äranägemisel (Vendor Specific);
• 0Ah — silumisport (Debug Port);
• 0Bh - PCI Hot Plug, "hot plug" standardvarustus.

PCI-X jaoks seadmete režiim 2 konfiguratsiooniruumi laiendatud 4096 baidini; laiendatud ruumis võivad olla laiendatud kinnisvarakirjeldused.

Pärast kõva lähtestamist (või sisselülitamist) ei reageeri PCI-seadmed mälu- ja sisend-/väljundruumi juurdepääsudele ning on saadaval ainult konfiguratsiooni lugemiseks ja kirjutamiseks. Nendes toimingutes valitakse seadmed individuaalsete IDSEL-signaalide abil ning registreid lugedes õpib konfiguratsioonitarkvara tundma ressursinõudeid ja seadme võimalikke konfiguratsioonivõimalusi. Pärast seda, kui konfiguratsiooniprogramm on ressursside eraldanud (POST-i või OS-i alglaadimise ajal), kirjutatakse konfiguratsiooniparameetrid (baasaadressid) seadme konfiguratsiooniregistritesse. Alles pärast seda seatakse seadmed (täpsemalt funktsioonid) bittideks, mis võimaldavad neil vastata käskudele juurdepääsuks mälule ja I/O portidele ning juhtida siini ise. Selleks, et alati oleks võimalik leida toimiv konfiguratsioon, peavad kõik kaartide hõivatud ressursid olema oma ruumis teisaldatavad. Multifunktsionaalsete seadmete puhul peab igal funktsioonil olema oma konfiguratsiooniruum. Seade suudab samad registrid kaardistada nii mälu kui ka I/O ruumiga. Sel juhul peavad mõlemad deskriptorid olema nende konfiguratsiooniregistrites, kuid draiver peab kasutama ainult ühte juurdepääsumeetodit (eelistatavalt mälu kaudu).

Konfiguratsiooniruumi päis kirjeldab kolme tüüpi aadresside vajadusi.

• registreerib I/O ruumis);
• I/O registrid on mällu vastendatud (Memory Mapped I/O). See on mäluala, millele tuleb juurde pääseda rangelt vastavalt sellele, mida vahetuse algataja nõuab. Juurdepääs nendele registritele võib muuta välisseadmete sisemist olekut;
• mälu, mis võimaldab eellaaditavat mälu. See on mäluala, kus "lisa" lugemine (kasutamata tulemustega) ei too kaasa kõrvalmõjusid, kõiki baite loetakse sõltumatult BE# signaalidest ja üksikute baitide kirjutamist saab sildada (st see on mälu kõige puhtamal kujul).

Aadressinõuded on näidatud baasaadressiregistrites - BAR (Base Address Register). Konfiguratsiooniprogramm suudab määrata ka vajalike alade suuruse. Selleks peab see pärast riistvara lähtestamist lugema ja salvestama baasaadresside väärtused (need on vaikeaadressid), kirjutama igasse registrisse FFFFFFFFh ja lugema nende väärtuse uuesti. Vastuvõetud sõnades peate lähtestama tüübi dekodeerimisbitid (bitid mälu jaoks ja bitid I/O jaoks), inverteerima ja suurendama saadud 32-bitist sõna - tulemuseks on ala pikkus (ignoreeri portide bitte ). Meetod eeldab, et piirkonna pikkus on väljendatud kui 2n ja piirkond on loomulikult joondatud. Standardpäis mahutab kuni 6 baasaadressiregistrit, kuid 64-bitise adresseerimise kasutamisel väheneb kirjeldatud plokkide arv. Kasutamata BAR-registrid peaksid lugemisel alati nullid tagastama.

PCI toetab pärandseadmeid (VGA, IDE), mis deklareerivad end sellistena päises oleva klassikoodi järgi. Nende traditsioonilisi (fikseeritud) pordiaadresse ei deklareerita konfiguratsiooniruumis, kuid kui pordi juurdepääsu lubamise bitt on määratud, lubatakse seadmetel vastata ka neile aadressidele.

ISA siini

Siiniliidese standardid

Kui siini laius suurenes ja kella sagedus arvutis suurenes, muutusid ka siiniliidese standardid. Praegu kasutavad arvutid järgmisi peamisi siiniliidese standardeid:

· ISA siin;

· PCI siini;

Muid standardeid, nagu MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) ja VESA, mida tavaliselt nimetatakse kohalikuks siiniks, VL siiniks ja mille on välja töötanud VESA (Video Electronics Standards Association). videoelektroonika).

Esimese ühise siiniliidese standardi, ISA (Industry Standard Architecture) siini, töötas IBM välja selle loomise ajal. IBM arvuti PC AT (1984). See 16-bitine siin, mille taktsagedus on 8,33 MHz, võimaldab paigaldada nii 8-bitiseid kui ka 16-bitisi laienduskaarte (ribalaiusega vastavalt 8,33 ja 16,6 MB/s).

Andmevahetus kiirete välisseadmete ja RAM toimub protsessori osalusel, mis mõnel juhul võib põhjustada arvuti jõudluse vähenemist. ISA siinis kasutusele võetud otsejuurdepääsu režiimis välisseadeühendatud RAM-iga otse DMA kanalite kaudu (Direct Memory Access). See andmevahetusrežiim on kõige tõhusam olukordades, kus see on vajalik suur kiirus suure hulga teabe edastamiseks (näiteks andmete laadimisel kõvakettalt mällu).

Mälu otsese juurdepääsu korraldamiseks kasutatakse DMA-kontrollerit, mis on sisse ehitatud emaplaadi ühte kiibi. Seade, mis nõuab otsest juurdepääsu mälule, üks järgmistest tasuta kanalid DMA võtab kontrolleriga ühendust, teatades tee (aadressi), kust või kuhu andmeid saata, andmeploki algusaadressi ja andmemahu. Vahetuse initsialiseerimine toimub protsessori osalusel, kuid tegelik andmeedastus toimub DMA-kontrolleri, mitte protsessori kontrolli all.

ISA siini tänapäevastel emaplaatidel puudub ja see on säilinud ainult vanemates arvutites.

PCI siin (väliskomponentide ühendus) perifeersed komponendid) töötas 1993. aastal välja Intel paljude teiste ettevõtete osalusel oma uue suure jõudlusega Pentium protsessori jaoks.

Praegu töötab kõiki PCI standardeid välja ja hooldab PCI-SIG (PCI – Special Interest Group) organisatsioon.

Uusim PCI standard PCI 3.0, mis võeti vastu 2004. aastal, määratleb nii 32-bitise siini taktsagedusega 33 MHz ja tippläbilaskevõimega 133 MB/s ning 64-bitise siini kella sagedused 33 ja 66 MHz ning maksimaalne läbilaskevõime vastavalt 266 ja 533 MB/s.

Andmeedastuse kiirendamiseks PCI siinil kasutatakse sarivõtte režiimi. Selles režiimis ei edastata mis tahes aadressil asuvaid andmeid mitte ükshaaval, vaid terve komplektina korraga.

PCI siini aluspõhimõte on nn sildade kasutamine, mis suhtlevad PCI siini ja teiste siinide vahel. Oluline omadus PCI siini eeliseks on ka see, et DMA kanalite asemel rakendab see efektiivsemat siinihaldusrežiimi (Bus Mastering), mis võimaldab välisel seadmel juhtida siini ilma protsessori osaluseta. Teabeedastuse ajal võtab siini üle Bus Masteringut toetav seade ja saab ülemaks. Selle lähenemisviisiga vabastatakse keskprotsessor andmeedastuse ajal muude ülesannete täitmiseks. See on eriti oluline multitegumtöötlussüsteemide (nt Windows ja Unix) kasutamisel.

Emaplaadi PCI-kaardi pistikud on näidatud joonisel fig. ??????.

Riis. ??????. PCI-kaardi pesad emaplaadil:

a) 32-bitine pistik; b) 64-bitine pistik

PCI standardile lisandub standard PCI Hot Plug v1.0. Sellele standardile vastavaid PCI-seadmeid saab arvuti töötamise ajal pessa sisestada või sealt eemaldada – nn kuum pistik.

PCI siine kasutatakse tänapäevastes arvutites siseseadmete ühendamiseks süsteemiplokk, näiteks helikaart või modem. Kuid selleks graafikaseadmed nendel siinidel ei ole piisavat andmeedastuskiirust, seetõttu töötas PCI-SIG välja uue standardi - PCI-X (X tähistab eXtended - Extended), mille taktsagedused on 66, 133, 266 ja 533 MHz ning ribalaiused 533, 1066. , 2132 ja 4264 MB/s. See standard on PCI 3.0 standardiga tagasiühilduv, st. Teie arvuti saab kasutada nii PCI 3.0 kui ka PCI-X kaarte.

PCI-X standardi uusim versioon PCI-X 2.0 võeti vastu 2002. aastal. Praegu selle standardi siine praktiliselt ei kasutata, kuna samal aastal hakkas PCI-SIG välja töötama põhimõtteliselt uue PCI siinistandardi - PCI Express.

PCI Expressi standard, mida nimetatakse ka PCI-E-ks või PCe-ks, asendab PCI- ja PCI-X-siinide poolt kasutatava paralleelselt jagatud struktuuri seadmete jadaühendustega, kasutades lüliteid. Selle standardi vana nimi on 3GIO (3 rd Generation Input/Output – kolmanda põlvkonna sisend/väljund).

Uusim praegune PCI Expressi standard on PCI Express Base 2.0, mis võeti vastu 2006. aastal.

Erinevalt PCI standardist, mis ühendab kõik seadmed ühise 32-bitise paralleelse ühesuunalise siiniga, kasutab PCI Express seadme ühendamiseks ühte või mitut kahesuunalist siini. jadaühendused punkt-punkti tüüp, rakendatud vasest keerdpaaril.

Andmete vahetamisel keerdpaari kaudu kasutatakse madalpinge diferentsiaalsignaali edastamise meetodit - LVDS (Low-Voltage Differential Signaling). Andmed LVDS-is edastatakse järjestikku, bittide kaupa. Sel juhul kasutatakse ühe signaali edastamiseks diferentsiaalpaari, s.t. et saatepool rakendab paari juhtmetele erinevaid pingetasemeid, mida võrreldakse vastuvõtupoolel. Teabe kodeerimiseks kasutatakse paari juhtide pingeerinevust. Signaali väike amplituud, aga ka paari juhtmete kerge elektromagnetiline mõju üksteisele võimaldavad vähendada liini müra ja edastada andmeid kõrged sagedused, st. suure kiirusega. Andmeedastuskiiruse suurendamiseks saab kasutada mitut ühendust (keerdpaare), mille kaudu edastatakse bitte paralleelselt, s.t. samaaegselt.

PCI Express saab andmete edastamiseks kasutada ühte või mitut ühendust. Seadme ühenduste arv määratakse numbriga, millele järgneb (või sellele eelneb) täht x. Spetsifikatsioon määratleb praegu ühendused 1x, 2x, 4x, 8x, 16x ja 32x. Igal neist PCI Expressi siiniühendustest (välja arvatud ühendus 32x, mida veel ei kasutata) on oma tüüpi konnektorid. Joonisel fig. ???? Kuvatud on kõige levinumad PCI Expressi pesad: 1x, 2x, 4x, 8x ja 16x.

Riis. ??????. Levinumad PCI Expressi pistikud: a) 1x pesa; b) pesa 4x;

c) pesa 8x; d) pesa 16x;

PCI Expressi siini läbilaskevõime ühenduse kohta on praegu 2,5 Gbit/s, väljavaade kasvada kuni 10 Gbit/s. PCI Expressi standard peaks asendama PCI ja PCI-X standardid, samuti järgmises jaotises käsitletava AGP standardi. Kuid PCI Expressi standard ühildub nende standarditega ja ilmselt kasutatakse seda koos nendega pikka aega, kuna paljud PCI- ja AGP-standarditel põhinevad kaardid on välja antud ja väljastamist jätkavad.