-
-
手机阅读
技术的发展归根结底是用户应用发展的结果.作为计算机产品来说,每一次大的技术变革,背后都有其潜在的市场需求和用户需求在推动.我们综观外设总线的发展,可以清楚的看到这一情况。
外设总线是在CPU、内存和周边设备之间传输信息的通道，最早的微机总线是IBM公司在1981年设计出的PC-BUS，是一种8位体系结构的总线，就是说在一个时钟周期中只能传输8位数据。1984年，IBM又开发出AT-BUS（Advance Technolegy Bus），总线位数达到16位，最大稳定传输率可以达到5MB/s，但是IBM 公司并没有公布AT 总线的规格，这样AT 总线技术就控制在IBM 手中，为了能够更好地使用这种总线技术，由INTEL 公司、IEEE和EISA集团共同研制出与IBM 公司的AT总线相近的总线标准规范-ISA总线，即8/16位的“工业标准结构” (Industry Standustry Architecture) , 最大稳定传输率达到了16MB/s，随后，在1987年，IBM 公司又引进了一种新型总线标准，称作MCA（Micro-Channel Architecture）总线，用在IBM的PS/2机器上，这种总线32位结构总线，在传输率上和稳定性上比ISA 总线有了很大提高，IBM 为了垄断这种技术，在设计上与其他厂商完全不兼容，这样使得这种技术这能在IBM 的PS/2机器上使用，而采用ISA接口技术的外围设备卡无法在MCA总线的机器上使用，其他厂商如果要使用MCA技术必须向IBM购买，这样就使得MCA总线在其他厂商的机器中无法得到推广，为了与IBM的MCA技术抗衡，九家计算机厂商联合起来，根据九家公司的名字的手写字母组成WATCHZONE（Wyse,AST,Tandy,Compaq, Hewlett-Packard, Zenith, Olivetti, NEC和Epson）组织，在ISA总线的基础上与1998年推出了为32位微机设计的“扩展工业标准结构” EISA总线，32位地址线可以直接寻址范围为4GB，32位数据位，最大传输率为33MB/s，同时与ISA总线兼容。在当时的总线技术中还有一项重要的技术就是VESA Local总线技术，VESA Local Bus 是32位的局部总线，VL总线主要使用在486上，用来作为周边设备的信息通道，提供了一种周边设备与CPU 之间的通讯捷径，解决了当时高速设备数据传输的瓶颈问题，但是VL 总线只是一种暂时的、短期的解决方案，具有很多的局限，主要表现为VL总线制约着CPU的速度，使得基于VL总线周边设备卡不能完全与每个VL总线的系统兼容，设备卡的工作频率必须和处理器的频率相同，50MHz的处理器需要终端设备也要工作在50MHz上，这样随着处理器频率的提升，周边设备就变得非常稀少并且价值也非常昂贵，而且只是32位的总线不能扩展到64位，它只能适合486的机器，不论是MCA,EISA总线技术，还是VESA总线技术，都是伴随着当时的计算机技术发展和处理器的现状而产生的，到了九十年代，随着图形处理技术和多媒体技术的广泛应用，在以Windows为主的图形用户接口进入PC机后，对高速的图形描绘和处理和高速I/O处理能力有了新的要求，这时的外设速度也有了相当大的提高，如当时的硬盘与控制器之间的数据传输率已经达到10MB/s以上，图形控制器与显示器之间的数据传输率也达到了70MB/s。一般总线的速度应为外设速度的3-5倍，这样原有的ISA,EISA 总线已经远远不能满足系统的需要，成为整个系统的主要瓶颈，在这种情况下，INTEL公司于1991年提出了新的总线标准，即PCI（Peripheral Component Interface）总线标准，PCI总线是一种先进的局部总线，它不依附于某个具体的处理器，在结构上，PCI总线是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，由一个桥接电路来实现对这一层的管理，实现上下之间的接口以实现数据的传送，在管理器中提供信号缓冲，这样使PCI总线可以支持最多10个外部设备，同时PCI总线也支持总线主控技术，即能够允许智能设备在需要时取得总线控制权来加速数据的传送，下面详细说明一下PCI总线的特性以及目前的发展状况
PCI总线的主要性能：
总线时钟频率33MHz/66MHz
最大数据传输率133MB/s
时钟同步方式
与CPU及时钟频率无关
总线宽度32位/64位
自动识别外设，与INTEL的CPU 结合紧密
PCI总线不依附于处理器和存储系统完全并行操作的，是局部总线，它使得周边设备能够直接与内存、cpu子系统相连，这样就提高数据带宽，加大了数据的传输率，简单的说，PCI总线使得不同的周边设备能够直接、迅速的与主内存进行读写。
PCI总线技术是由INTEL和一些工业厂商共同开发出来的，主要目的就是能够提供一种高性能、低成本、兼容性好、周期性长的新一代总线标准，PCI总线吸取了当时的微处理器技术和个人电脑技术，为系统提供了一个整体的优化解决方案，一个主要特性就是它能够与当时存在的ISA、EISA和MCA总线完全兼容。