《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 PCI体系结构概述（2）

接前一篇文章：《PCI Express体系结构导读》随记 —— 第I篇 PCI体系结构概述（1）

第I篇 PCI体系结构概述

• PCI总线相关规范

除了PCI总线规范外，PCISIG还定义了一些与PCI总线相关的规范，如PCMCIA（Personal Computer Memory card International Association）规范和MiniPCI规范。

其中PCMCIA规范主要针对于Laptop应用，后来PCMCIA升级为PC Card（Cardbus）规范，而PC Card又升级为ExpressCard规范。PC Card规范基于32位、33MHz的PCI总线；而ExpressCard规范基于PCI Express和USB 2.0。这两个规范都在Laptop领域中获得了成功。

除了PCMCIA规范外，Mini PCI总线也非常流行。与标准PCI插槽相比，Mini PCI插槽占用面积较小，适用于一些对尺寸由要求的应用。

除了以上规范外，PCISIG还推出了一系列和PCI总线直接相关的规范，如PCI-to-PCI桥规范、PCI电源管理规范、PCI热插拔规范和CompactPCI总线规范。其中PCI-to-PCI桥规范最为重要，理解PCI-to-PCI桥是理解PCI体系结构的基础；而CompactPCI总线规范多用于具有背板结构的大型系统，并支持热插拔。

PCISIG在PCI总线规范的基础上，进一步提出PCI-X规范。与PCI规范相比，PCI-X总线规范可以支持133MHz、266MHz和533MHz的总线频率，并在传送规则上做了一些改动。虽然PCI-X总线还没有得到大规模普及就被PCI Express总线替代，但是在PCI-X总线中提出的许多设计思想仍被PCI Express总线继承。

• 其它体系结构处理器中的使用

PCI总线规范是Intel对PC领域做出的一个巨大贡献。Intel也在PCI总线规范中留下了深深的印记，PCI总线规范的许多内容都与基于IA（Intel Architecture）架构的x86处理器密切相关。但是这并不妨碍其它处理器系统使用PCI总线，事实上PCI总线在非x86处理器系统上也取得了巨大成功。目前绝大多数处理器系统都使用PCI/PCI Express总线连接外部设备，特别是一些通用外设。

• 更新换代

随着时间的推移，PCI和PCI-X总线逐步遇到瓶颈。PCI和PCI-X总线使用单端并行信号进行数据传递，由于单端信号容易被外部系统干扰，其总线频率很难进一步提高。目前，为了获得更高的总线频率以提高总线带宽，高速串行总线逐步替代了并行总线。PCI Express总线也逐渐替代了PCI总线成为主流。但是从系统软件的角度上看，PCI Express总线仍然基于PCI总线。理解PCI Express总线的一个基础是深入理解PCI总线；同时，PCI Express总线也继承了PCI总显得许多概念。本篇将详细介绍与处理器体系结构相关的一些必备的PCI总线知识。

• 特别说明

为简化起见，本篇主要介绍PCI总线的32位地址模式。在实际应用中，使用64位地址模式的PCI设备非常少。而且在PCI Express总线逐渐取代PCI总线的大趋势下，将来也很难会有更多地使用64位地址的PCI设备。如果读者需要掌握PCI总线的64位地址模式，请自行阅读PCI总线的相关规范。实际上，如果读者真正掌握了PCI总线的32位地址模式，理解64位地址模式并不困难。

为节省篇幅，下文将PCI Express总线简称为PCIe总线、PCI-to-PCI桥简称为PCI桥、PCI Express-to-PCI桥简称为PCIe桥、Host-to-PCI主桥简称为HOST主桥。值得注意的是，许多书籍将HOST主桥称为PCI主桥或者PCI总线控制器。