PCI總線:PCI(PeripheralComponentInterconnect:外部設備互連)總線設備

在PCI總線中有三類設備，PCI主設備、PCI從設備和橋設備。其中PCI從設備只能被動地接收來自HOST主橋，或者其他PCI設備的讀寫請求;而PCI主設備可以通過總線仲裁獲得PCI總線的使用權，主動地向其他PCI設備或者主存儲器發(fā)起存儲器讀寫請求。而橋設備的主要作用是管理下游的PCI總線，并轉發(fā)上下游總線之間的總線事務。

一個PCI設備可以即是主設備也是從設備，但是在同一個時刻，這個PCI設備或者為主設備或者為從設備。PCI總線規(guī)范將PCI主從設備統(tǒng)稱為PCI Agent設備。在處理器系統(tǒng)中常見的PCI網卡、顯卡、聲卡等設備都屬于PCI Agent設備。

在PCI總線中，HOST主橋是一個特殊的PCI設備，該設備可以獲取PCI總線的控制權訪問PCI設備，也可以被PCI設備訪問。但是HOST主橋并不是PCI設備。PCI規(guī)范也沒有規(guī)定如何設計HOST主橋。

在PCI總線中，還有一類特殊的設備，即橋設備。橋設備包括PCI橋、PCI-to-(E)ISA橋和PCI-to-Cardbus橋。PCI橋的存在使PCI總線極具擴展性，處理器系統(tǒng)可以使用PCI橋進一步擴展PCI總線。

PCI橋的出現使得采用PCI總線進行大規(guī)模系統(tǒng)互連成為可能。但是在目前已經實現的大規(guī)模處理器系統(tǒng)中，并沒有使用PCI總線進行處理器系統(tǒng)與處理器系統(tǒng)之間的大規(guī)?；ミB。因為PCI總線是一個以HOST主橋為根的樹型結構，使用主從架構，因而不易實現多處理器系統(tǒng)間的對等互連。

即便如此PCI橋仍然是PCI總線規(guī)范的精華所在，掌握PCI橋是深入理解PCI體系結構的基礎。PCI橋可以連接兩條PCI總線，上游PCI總線和下游PCI總線，這兩個PCI總線屬于同一個PCI總線域，使用PCI橋擴展的所有PCI總線都同屬于一個PCI總線域。

其中對PCI設備配置空間的訪問可以從上游總線轉發(fā)到下游總線，而數據傳送可以雙方向進行。在PCI總線中，還存在一種非透明PCI橋，該橋片不是PCI總線規(guī)范定義的標準橋片，但是適用于某些特殊應用。

PCI總線是一種樹型結構，并且獨立于CPU總線，可以和CPU總線并行操作。PCI總線上可以掛接PCI設備和PCI橋片，PCI總線上只允許有一個PCI主設備，其他的均為PCI 從設備，而且讀寫操作只能在主從設備之間進行，從設備之間的數據交換需要通過主設備中轉。PCI總線結構如下圖所示。

在處理器系統(tǒng)中，含有PCI總線和PCI總線樹這兩個概念。這兩個概念并不相同，在一顆PCI總線樹中可能具有多條PCI總線，而具有血緣關系的PCI總線組成一顆PCI總線樹。PCI總線由HOST主橋或者PCI橋管理，用來連接各類設備，如聲卡、網卡和IDE接口卡等。在一個處理器系統(tǒng)中，可以通過PCI橋擴展PCI總線，并形成具有血緣關系的多級PCI總線，從而形成PCI總線樹型結構。在處理器系統(tǒng)中有幾個HOST主橋，就有幾顆這樣的PCI總線樹，而每一顆PCI總線樹都與一個PCI總線域對應。

與HOST主橋直接連接的PCI總線通常被命名為PCI總線0?？紤]到在一個處理器系統(tǒng)中可能有多個主橋。

PCI總線取代了早先的ISA總線。當然與在PCI總線后面出現專門用于顯卡的AGP總線，與現在的PCI Express總線相比，功能沒有那么強大，但是PCI能從1992用到現在，說明他有許多優(yōu)點，比如即插即用(Plug and Play)、中斷共享等。在這里我們對PCI總線做一個深入的介紹。

從數據寬度上看，PCI總線有32bit、64bit之分;從總線速度上分，有33MHz、66MHz兩種。目前流行的是32bit @ 33MHz，而64bit系統(tǒng)正在普及中。改良的PCI系統(tǒng)，PCI-X，最高可以達到64bit @ 133MHz，這樣就可以得到超過1GB/s的數據傳輸速率。如果沒有特殊說明，以下的討論以32bit @ 33MHz為例。

不同于ISA總線，PCI總線的地址總線與數據總線是分時復用的。這樣做的好處是，一方面可以節(jié)省接插件的管腳數，另一方面便于實現突發(fā)數據傳輸。在做數據傳輸時，由一個PCI設備做發(fā)起者(主控，Initiator或Master)，而另一個PCI設備做目標(從設備，Target或Slave)?？偩€上的所有時序的產生與控制，都由Master來發(fā)起。PCI總線在同一時刻只能供一對設備完成傳輸，這就要求有一個仲裁機構(Arbiter)，來決定在誰有權力拿到總線的主控權。

當PCI總線進行操作時，發(fā)起者(Master)先置REQ#，當得到仲裁器(Arbiter)的許可時(GNT#)，會將FRAME#置低，并在AD總線上放置Slave地址，同時C/BE#放置命令信號，說明接下來的傳輸類型。所有PCI總線上設備都需對此地址譯碼，被選中的設備要置DEVSEL#以聲明自己被選中。然后當IRDY#與TRDY#都置低時，可以傳輸數據。當Master數據傳輸結束前，將FRAME#置高以標明只剩最后一組數據要傳輸，并在傳完數據后放開IRDY#以釋放總線控制權。

這里我們可以看出，PCI總線的傳輸是很高效的，發(fā)出一組地址后，理想狀態(tài)下可以連續(xù)發(fā)數據，峰值速率為132MB/s。實際上，目前流行的33M@32bit北橋芯片一般可以做到100MB/s的連續(xù)傳輸。

(1)傳輸速率高最大數據傳輸率為132MB/s，當數據寬度升級到64位，數據傳輸率可達264MB/s。這是其他總線難以比擬的。它大大緩解了數據I/O瓶頸，使高性能CPU的功能得以充分發(fā)揮，適應高速設備數據傳輸的需要。

(2)多總線共存采用PCI總線可在一個系統(tǒng)中讓多種總線共存，容納不同速度的設備一起工作。通過HOST-PCI橋接組件芯片，使CPU總線和PCI總線橋接;通過PCI-ISA/EISA橋接組件芯片，將PCI總線與ISA/EISA總線橋接，構成一個分層次的多總線系統(tǒng)。高速設備從ISA/EISA總線卸下來，移到PCI總線上，低速設備仍可掛在ISA/EISA總線上，繼承原有資源，擴大了系統(tǒng)的兼容性。

(3)獨立于CPU PCI總線不依附于某一具體處理器，即PCI總線支持多種處理器及將來發(fā)展的新處理器，在更改處理器品種時，更換相應的橋接組件即可。

(4)自動識別與配置外設 用戶使用方便。

(5)并行操作能力。

PCI總線的主要性能

(1)總線時鐘頻率33.3MHz/66.6MHz。

(2)總線寬度32位/64位。

(3)最大數據傳輸率132MB/s(264MB/s)。

(4)支持64位尋址。

(5)適應5V和3.3V電源環(huán)境。

所謂即插即用，是指當板卡插入系統(tǒng)時，系統(tǒng)會自動對板卡所需資源進行分配，如基地址、中斷號等，并自動尋找相應的驅動程序。而不象舊的ISA板卡，需要進行復雜的手動配置。

實際的實現遠比說起來要復雜。在PCI板卡中，有一組寄存器，叫"配置空間"(Configuration Space)，用來存放基地址與內存地址，以及中斷等信息。

以內存地址為例。當上電時，板卡從ROM里讀取固定的值放到寄存器中，對應內存的地方放置的是需要分配的內存字節(jié)數等信息。操作系統(tǒng)要跟據這個信息分配內存，并在分配成功后把相應的寄存器中填入內存的起始地址。這樣就不必手工設置開關來分配內存或基地址了。對于中斷的分配也與此類似。

ISA卡的一個重要局限在于中斷是獨占的，而我們知道計算機的中斷號只有16個，系統(tǒng)又用掉了一些，這樣當有多塊ISA卡要用中斷時就會有問題了。

PCI總線的中斷共享由硬件與軟件兩部分組成。

硬件上，采用電平觸發(fā)的辦法:中斷信號在系統(tǒng)一側用電阻接高，而要產生中斷的板卡上利用三極管的集電極將信號拉低。這樣不管有幾塊板產生中斷，中斷信號都是低;而只有當所有板卡的中斷都得到處理后，中斷信號才會恢復高電平。

軟件上，采用中斷鏈的方法:假設系統(tǒng)啟動時，發(fā)現板卡A用了中斷7，就會將中斷7對應的內存區(qū)指向A卡對應的中斷服務程序入口ISR_A;然后系統(tǒng)發(fā)現板卡B也用中斷7，這時就會將中斷7對應的內存區(qū)指向ISR_B，同時將ISR_B的結束指向ISR_A。以此類推，就會形成一個中斷鏈。而當有中斷發(fā)生時，系統(tǒng)跳轉到中斷7對應的內存，也就是ISR_B。ISR_B就要檢查是不是B卡的中斷，如果是，要處理，并將板卡上的拉低電路放開;如果不是，則呼叫ISR_A。這樣就完成了中斷的共享。

通過以上討論，我們不難看出，PCI總線有著極大的的優(yōu)勢。而近年來的市場情況也證實了這一點。

PCI總線特點

PCI 總線結構圖

PCI即Peripheral Component Interconnect，中文意思是"外圍器件互聯"，是由PCISIG (PCI Special Interest Group)推出的一種局部并行總線標準。PCI總線是由ISA(Industy Standard Architecture)總線發(fā)展而來的，ISA并行總線有8位和16位兩種模式，時鐘頻率為8MHz，工作頻率為33MHz/66MHz。是一種同步的獨立于處理器的32位或64位局部總線。從結構上看，PCI是在CPU的供應商和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，并實現上下之間的接口以協(xié)調數據的傳送。從1992年創(chuàng)立規(guī)范到如今，PCI總線已成為了計算機的一種標準總線。已成為局部總線的新標準，廣泛用于當前高檔微機、工作站，以及便攜式微機。主要用于連接顯示卡、網卡、聲卡。PCI總線是32位同步復用總線。其地址和數據線引腳是AD31~AD0。PCI的工作頻率為33MHz。

(1)傳輸速率高最大數據傳輸率為132MB/s，當數據寬度升級到64位，數據傳輸率可達264MB/s。這是其他總線難以比擬的。它大大緩解了數據I/O瓶頸，使高性能CPU的功能得以充分發(fā)揮，適應高速設備數據傳輸的需要。

(2)多總線共存采用PCI總線可在一個系統(tǒng)中讓多種總線共存，容納不同速度的設備一起工作。通過HOST-PCI橋接組件芯片，使CPU總線和PCI總線橋接;通過PCI-ISA/EISA橋接組件芯片，將PCI總線與ISA/EISA總線橋接，構成一個分層次的多總線系統(tǒng)。高速設備從ISA/EISA總線卸下來，移到PCI總線上，低速設備仍可掛在ISA/EISA總線上，繼承原有資源，擴大了系統(tǒng)的兼容性。

(3)獨立于CPU PCI總線不依附于某一具體處理器，即PCI總線支持多種處理器及將來發(fā)展的新處理器，在更改處理器品種時，更換相應的橋接組件即可。

(4)自動識別與配置外設 用戶使用方便。

(5)并行操作能力。

PCI (Peripheral Component Interconnect)總線是一種高性能局部總線，是為了滿足外設間以及外設與主機間高速數據傳輸而提出來的。在數字圖形、圖像和語音處理，以及高速實時數據采集與處理等對數據傳輸率要求較高的應用中，采用PCI總線來進行數據傳輸，可以解決原有的標準總線數據傳輸率低帶來的瓶頸問題。

PCI總線是一種同步的獨立于處理器的32位或64位局部總線，最高工作頻率為33MHz，峰值速度在32位時為132MB/s，64位時為264MB/s，總線規(guī)范由PCISIG發(fā)布。ISA總線相比，PCI總線和有如下顯著的特點:

(1)高速性

PCI局部總線以33MHz的時鐘頻率操作，采用32位數據總線，數據傳輸速率可高達132MB/s，遠超過以往各種總線。而早在1995年6月推出的PCI總線規(guī)范2。l已定義了64位、66MHz的PCI總線標準。因此PCI總線完全可為未來的計算機提供更高的數據傳送率。另外，PCI總線的主設備(Master)可與微機內存直接交換數據，而不必經過微機CPU中轉，也提高了數據傳送的效率。

(2)即插即用性

目前隨著計算機技術的發(fā)展，微機中留給用戶使用的硬件資源越來越少，也越來越含糊不清。在使用ISA板卡時，有兩個問題需要解決:一是在同一臺微機上使用多個不同廠家、不同型號的板卡時，板卡之間可能會有硬件資源上的沖突;二是板卡所占用的硬件資源可能會與系統(tǒng)硬件資源(如聲卡、網卡等)相沖突。而PCI板卡的硬件資源則是由微機根據其各自的要求統(tǒng)一分配，決不會有任何的沖突問題。因此，作為PCI板卡的設計者，不必關心微機的哪些資源可用，哪些資源不可用，也不必關心板卡之間是否會有沖突。因此，即使不

考慮PCI總線的高速性，單憑其即插即用性，就比ISA總線優(yōu)越了許多。

(3)可靠性

PCI獨立于處理器的結構，形成一種獨特的中間緩沖器設計方式，將中央處理器子系統(tǒng)與外圍設備分開。這樣用戶可以隨意增添外圍設備，以擴充電腦系統(tǒng)而不必擔心在不同時鐘頻率下會導致性能的下降。與原先微機常用的ISA總線相比，PCI總線增加了奇偶校驗錯(PERR)、系統(tǒng)錯(SERR)、從設備結束(STOP)等控制信號及超時處理等可靠性措施，使數據傳輸的可靠性大為增加。

(4)復雜性

PCI總線強大的功能大大增加了硬件設計和軟件開發(fā)的實現難度。硬件上要采用大容量、高速度的CPLD或FPGA芯片來實現PCI總線復雜的功能。軟件上則要根據所用的操作系統(tǒng)，用軟件工具編制支持即插即用功能酶設備驅動程序。

(5)自動配置

PCI總線規(guī)范規(guī)定PCI插卡可以自動配置。PCI定義了3種地址空間:存儲器空間，輸入輸出空間和配置空間，每個PCI設備中都有256字節(jié)的配置空間用來存放自動配置信息，當PCI插卡插入系統(tǒng)，BIOS將根據讀到的有關該卡的信息，結合系統(tǒng)的實際情況為插卡分配存儲地址、中斷和某些定時信息。

(6)共享中斷

PCI總線是采用低電平有效方式，多個中斷可以共享一條中斷線，而ISA總線是邊沿觸發(fā)方式。

(7)擴展性好

如果需要把許多設備連接到PCI總線上，而總線驅動能力不足時，可以采用多級PCI總線，這些總線上均可以并發(fā)工作，每個總線上均可掛接若干設備。因此PCI總線結構的擴展性是非常好的。由于PCI的設計是要輔助現有的擴展總線標準，因此與ISA，EISA及MCA總線完全兼容。

(8)多路復用

在PCI總線中為了優(yōu)化設計采用了地址線和數據線共用一組物理線路，即多路復用。PCI接插件尺寸小，又采用了多路復用技術，減少了元件和管腳個數，提高了效率。

(9)嚴格規(guī)范

PCI總線對協(xié)議、時序、電氣性能、機械性能等指標都有嚴格的規(guī)定，保證了PCI的可靠性和兼容性。由于PCI總線規(guī)范十分復雜，其接口的實現就有較高的技術難度。

PCI總線信號定義示意圖

PCI總線標準所定義的信號線通常分成必需的和可選的兩大類。其信號線總數為120條(包括電源、地、保留引腳等)。其中，必需信號線:主控設備49條，目標設備47條?？蛇x信號線:51條(主要用于64位擴展、中斷請求、高速緩存支持等)。主設備是指取得了總線控制權的設備，而被主設備選中以進行數據交換的設備稱為從設備或目標設備。作為主設備需要49條信號線，若作為目標設備，則需要47條信號線，可選的信號線有51條。利用這些信號線便可以傳輸數據、地址，實現接口控制、仲裁及系統(tǒng)的功能。PCI局部總線信號如下所示。下面按功能分組進行說明:

1)系統(tǒng)信號CLK IN:系統(tǒng)時鐘信號，為所有PCI傳輸提供時序，對于所有的PCI設備都是輸入信號。其頻率最高可達33MHz/66MHz，這一頻率也稱為PCI的工作頻率。 RST# IN:復位信號。用來迫使所有PCI專用的寄存器、定序器和信號轉為初始狀態(tài)。

2).地址和數據信號 AD[31::00]T/S:地址、數據復用的信號。PCI總線上地址和數據的傳輸，必需在FRAME#有效期間進行。當FRAME#有效時的第1個時鐘，AD[31::00]上的信號為地址信號，稱地址期;當IRDY#和TRDY#同時有效時，AD[31::00]上的信號為數據信號，稱數據期。一個PCI總線傳輸周期包含一個地址期和接著的一個或多個數據期。 C/BE[3::0]# T/S:總線命令和字節(jié)允許復用信號。在地址期，這4條線上傳輸的時總線命令;在數據期，它們傳輸的時字節(jié)允許信號，用來指定在數據期，AD[31::00]線上4個數據字節(jié)中哪些字節(jié)為有效數據，以進行傳輸。 PAR T/S:奇偶校驗信號。它通過AD[31::00]和C/BE[3::0]進行奇偶校驗。主設備為地址周期和寫數據周期驅動PAR，從設備為讀數據周期驅動PAR。

3).接口控制信號 FRAME# S/T/S:幀周期信號，由主設備驅動。表示一次總線傳輸的開始和持續(xù)時間。當FRAME#有效時，預示總線傳輸的開始;在其有效期間，先傳地址，后傳數據;當FRAME#撤消時，預示總線傳輸結束，并在IRDY#有效時進行最后一個數據期的數據傳送。 IRDY# S/T/S:主設備準備好信號。IRDY#要與TRDY#聯合使用，當二者同時有效時，數據方能傳輸，否則，即為未準備好二進入等待周期。在寫周期，該信號有效時，表示數據已由主設備提交到AD[31::00]線上;在讀周期，該信號有效時，表示主設備已做好接收數據的準備。 TRDY# S/T/S:從設備(被選中的設備)準備好信號。同樣TRDY#要與IRDY#聯合使用，只有二者同時有效，數據才能傳輸。 STOP# S/T/S:從設備要求主設備停止當前的數據傳送的信號。顯然，該信號應由從設備發(fā)出。LOCK# S/T/S:鎖定信號。當對一個設備進行可能需要多個總線傳輸周期才能完成的操作時，使用鎖定信號LOCK#，進行獨占性訪問。例如，某一設備帶有自己的存儲器，那么它必需能進行鎖定，以便實現對該存儲器的完全獨占性訪問。也就是說，對此設備的操作是排它性的。IDSEL IN:初始化設備選擇信號。在參數配置讀/寫傳輸期間，用作片選信號。 DEVSEL# S/T/S:設備選擇信號。該信號由從設備在識別處地址時發(fā)出，當它有效時，說明總線上有某處的某一設備已被選中，并作為當前訪問的從設備。

4).仲裁信號(只用于總線主控器) REQ# T/S:總線占用請求信號。該信號有效表明驅動它的設備要求使用總線。它是一個點到點的信號線，任何主設備都有它自己的REQ#信號。 GNT# T/S:總線占用允許信號。該信號有效，表示申請占用總線的設備的請求已獲得比準。

5).錯誤報告信號 PERR# S/T/S:數據奇偶校驗錯誤報告信號。一個設備只有在響應設備選擇信號(DEVSEL#)和完成數據期之后，才能報告一個PERR#。SERR# O/D:系統(tǒng)錯誤報告信號。用做報告地址奇偶錯、特殊命令序列中的數據奇偶錯，以及其他可能引起災難性后果的系統(tǒng)錯誤。它可由任何設備發(fā)出。

6).中斷信號 在PCI總線中，中斷是可選項，不一定必須具有。INTA# O/D:用于請求中斷。INTB# O/D、INTC# O/D、INTD# O/D:用于請求中斷，僅對多功能設備有意義。所謂的多功能設備是指:將幾個相互獨立的功能集中在一個設備中。各功能與中斷線之間的連接是任意的，沒有任何附加限制。

7.)其他可選信號 (1)高速緩存支持信號:SBO# IN/OUT、SDONE IN/OUT (2)64位總線擴展信號:REQ64# S/T/S、ACK65# S/T/S、AD[63::32]T/S、C/BE[7::4]#T/S、PAR64 T/S。 (3)測試訪問端口/邊界掃描信號:TCK IN、TDI IN、TDO OUT、TMS IN、TRST# IN。

從1992年創(chuàng)立規(guī)范到如今，PCI總線已成為了計算機的一種標準總線。由PCI總線構成的標準系統(tǒng)結構如圖一所示。

PCI總線取代了早先的ISA總線。當然與在PCI總線后面出現專門用于顯卡的AGP總線，與現在的PCI Express總線相比，功能沒有那么強大，但是PCI能從1992用到現在，說明他有許多優(yōu)點，比如即插即用(Plug and Play）、中斷共享等。在這里我們對PCI總線做一個深入的介紹。

從數據寬度上看，PCI總線有32bit、64bit之分；從總線速度上分，有33MHz、66MHz兩種。目前流行的是32bit @ 33MHz，而64bit系統(tǒng)正在普及中。改良的PCI系統(tǒng)，PCI-X，最高可以達到64bit @ 133MHz，這樣就可以得到超過1GB/s的數據傳輸速率。如果沒有特殊說明，以下的討論以32bit @ 33MHz為例。

不同于ISA總線，PCI總線的地址總線與數據總線是分時復用的。這樣做的好處是，一方面可以節(jié)省接插件的管腳數，另一方面便于實現突發(fā)數據傳輸。在做數據傳輸時，由一個PCI設備做發(fā)起者（主控，Initiator或Master），而另一個PCI設備做目標（從設備，Target或Slave）?？偩€上的所有時序的產生與控制，都由Master來發(fā)起。PCI總線在同一時刻只能供一對設備完成傳輸，這就要求有一個仲裁機構（Arbiter），來決定在誰有權力拿到總線的主控權。

當PCI總線進行操作時，發(fā)起者（Master）先置REQ#，當得到仲裁器（Arbiter）的許可時（GNT#），會將FRAME#置低，并在AD總線上放置Slave地址，同時C/BE#放置命令信號，說明接下來的傳輸類型。所有PCI總線上設備都需對此地址譯碼，被選中的設備要置DEVSEL#以聲明自己被選中。然后當IRDY#與TRDY#都置低時，可以傳輸數據。當Master數據傳輸結束前，將FRAME#置高以標明只剩最后一組數據要傳輸，并在傳完數據后放開IRDY#以釋放總線控制權。

這里我們可以看出，PCI總線的傳輸是很高效的，發(fā)出一組地址后，理想狀態(tài)下可以連續(xù)發(fā)數據，峰值速率為132MB/s。實際上，目前流行的33M@32bit北橋芯片一般可以做到100MB/s的連續(xù)傳輸。

所謂即插即用，是指當板卡插入系統(tǒng)時，系統(tǒng)會自動對板卡所需資源進行分配，如基地址、中斷號等，并自動尋找相應的驅動程序。而不象舊的ISA板卡，需要進行復雜的手動配置。

實際的實現遠比說起來要復雜。在PCI板卡中，有一組寄存器，叫"配置空間"(Configuration Space），用來存放基地址與內存地址，以及中斷等信息。

以內存地址為例。當上電時，板卡從ROM里讀取固定的值放到寄存器中，對應內存的地方放置的是需要分配的內存字節(jié)數等信息。操作系統(tǒng)要跟據這個信息分配內存，并在分配成功后把相應的寄存器中填入內存的起始地址。這樣就不必手工設置開關來分配內存或基地址了。對于中斷的分配也與此類似。

ISA卡的一個重要局限在于中斷是獨占的，而我們知道計算機的中斷號只有16個，系統(tǒng)又用掉了一些，這樣當有多塊ISA卡要用中斷時就會有問題了。

PCI總線的中斷共享由硬件與軟件兩部分組成。

硬件上，采用電平觸發(fā)的辦法：中斷信號在系統(tǒng)一側用電阻接高，而要產生中斷的板卡上利用三極管的集電極將信號拉低。這樣不管有幾塊板產生中斷，中斷信號都是低；而只有當所有板卡的中斷都得到處理后，中斷信號才會恢復高電平。

軟件上，采用中斷鏈的方法：假設系統(tǒng)啟動時，發(fā)現板卡A用了中斷7，就會將中斷7對應的內存區(qū)指向A卡對應的中斷服務程序入口ISR_A；然后系統(tǒng)發(fā)現板卡B也用中斷7，這時就會將中斷7對應的內存區(qū)指向ISR_B，同時將ISR_B的結束指向ISR_A。以此類推，就會形成一個中斷鏈。而當有中斷發(fā)生時，系統(tǒng)跳轉到中斷7對應的內存，也就是ISR_B。ISR_B就要檢查是不是B卡的中斷，如果是，要處理，并將板卡上的拉低電路放開；如果不是，則呼叫ISR_A。這樣就完成了中斷的共享。

通過以上討論，我們不難看出，PCI總線有著極大的的優(yōu)勢。而近年來的市場情況也證實了這一點。

PCI總線是一種同步的獨立于處理器的32位或64位局部總線，最高工作頻率為33MHz，峰值速度在32位時為132MB/s，64位時為264MB/s，總線規(guī)范由PCISIG發(fā)布。ISA總線相比，PCI總線和有如下顯著的特點：

PCI局部總線以33MHz的時鐘頻率操作，采用32位數據總線，數據傳輸速率可高達132MB/s，遠超過以往各種總線。而早在1995年6月推出的PCI總線規(guī)范2。l已定義了64位、66MHz的PCI總線標準。因此PCI總線完全可為未來的計算機提供更高的數據傳送率。另外，PCI總線的主設備（Master）可與微機內存直接交換數據，而不必經過微機CPU中轉，也提高了數據傳送的效率。

目前隨著計算機技術的發(fā)展，微機中留給用戶使用的硬件資源越來越少，也越來越含糊不清。在使用ISA板卡時，有兩個問題需要解決：一是在同一臺微機上使用多個不同廠家、不同型號的板卡時，板卡之間可能會有硬件資源上的沖突；二是板卡所占用的硬件資源可能會與系統(tǒng)硬件資源（如聲卡、網卡等）相沖突。而PCI板卡的硬件資源則是由微機根據其各自的要求統(tǒng)一分配，決不會有任何的沖突問題。因此，作為PCI板卡的設計者，不必關心微機的哪些資源可用，哪些資源不可用，也不必關心板卡之間是否會有沖突。因此，即使不

考慮PCI總線的高速性，單憑其即插即用性，就比ISA總線優(yōu)越了許多。

PCI獨立于處理器的結構，形成一種獨特的中間緩沖器設計方式，將中央處理器子系統(tǒng)與外圍設備分開。這樣用戶可以隨意增添外圍設備，以擴充電腦系統(tǒng)而不必擔心在不同時鐘頻率下會導致性能的下降。與原先微機常用的ISA總線相比，PCI總線增加了奇偶校驗錯（PERR）、系統(tǒng)錯（SERR）、從設備結束（STOP）等控制信號及超時處理等可靠性措施，使數據傳輸的可靠性大為增加。

PCI總線強大的功能大大增加了硬件設計和軟件開發(fā)的實現難度。硬件上要采用大容量、高速度的CPLD或FPGA芯片來實現PCI總線復雜的功能。軟件上則要根據所用的操作系統(tǒng)，用軟件工具編制支持即插即用功能酶設備驅動程序。

PCI總線規(guī)范規(guī)定PCI插卡可以自動配置。PCI定義了3種地址空間：存儲器空間，輸入輸出空間和配置空間，每個PCI設備中都有256字節(jié)的配置空間用來存放自動配置信息，當PCI插卡插入系統(tǒng)，BIOS將根據讀到的有關該卡的信息，結合系統(tǒng)的實際情況為插卡分配存儲地址、中斷和某些定時信息。

PCI總線是采用低電平有效方式，多個中斷可以共享一條中斷線，而ISA總線是邊沿觸發(fā)方式。

如果需要把許多設備連接到PCI總線上，而總線驅動能力不足時，可以采用多級PCI總線，這些總線上均可以并發(fā)工作，每個總線上均可掛接若干設備。因此PCI總線結構的擴展性是非常好的。由于PCI的設計是要輔助現有的擴展總線標準，因此與ISA，EISA及MCA總線完全兼容。

在PCI總線中為了優(yōu)化設計采用了地址線和數據線共用一組物理線路，即多路復用。PCI接插件尺寸小，又采用了多路復用技術，減少了元件和管腳個數，提高了效率。

PCI總線對協(xié)議、時序、電氣性能、機械性能等指標都有嚴格的規(guī)定，保證了PCI的可靠性和兼容性。由于PCI總線規(guī)范十分復雜，其接口的實現就有較高的技術難度。