PCI-Bus

Der PCI-Bus ist ein Industriestandard und fester Bestandteil von IBM-kompatiblen Systemen, Apple Macintosh-PCs und Alpha-Workstations von Digital. Als solcher ist er bis ins Detail normiert, so daß andere Computerhersteller den PCI-Bus nachbauen können.
Das unter Führung von Intel entwickelte Bus-System zur Verbindung von Peripheriekomponenten hat den früheren Standart VESA Local Bus (VLB) ersetzt.
Mit dem PCI-Bus lassen sich Übertragungsraten von 264 Megabyte pro Sekunde bei einer Datenbreite von 64 Bit erreichen. Das System fand vor allem mit der Einführung der Pentium-Prozessoren Verbreitung. Der PCI-Bus ist mit dem Prozessor über den South-Bridge verbunden. Er erlaubt zwar bloß eine Geschwindigkeit von bis zu 33 MHz, hat dafür aber das leistungsfähigere Konzept mit der sich das erste Plug&Play-Prinzip ( soviel wie ,,Einstecken und Loslegen") realisieren ließ, wodurch PCI-Bus-fähige Erweiterungskarten automatisch konfiguriert werden können.

Technische Daten

Multiplex-Prinzip

Theoretisch hat der PCI-Bus 64 Leitungen. Jeweils 32 für die Daten- und Adreßleitungen. Durch einen Multiplex-Betrieb werden 32 Leitungen eingespart, da mit einem Takt zuerst die Adresse und in einem zweiten Takt das Datenwort gesendet wird.

Interrupt-Sharing

Der PCI-Bus erlaubt es, daß mehrere Erweiterungskarten sich einen Interrupt teilen. Laut der PCI-Spezifikation stehen jedem der drei PCI-Slots vier virtuelle Interrupts zur Verfügung. Davon wird in der Regel nur einer genutzt, den ein tatsächlicher zugewiesen ist.
Die anderen Interrupts werden dann verwendet, wenn eine Erweiterungskarte mehr als einen Interrupt benötigt.
Die PCI-Motherboard Hersteller halten sich jedoch nicht an diese Spezifikation.

Erweiterungskarten-Konfiguration

Das PCI-Bios erkennt jede Erweiterungskarte und konfiguriert sie selbstständig.

Master-Betrieb

Damit der Prozessor entlastet wird können PCI-Komponenten untereinander Daten über den PCI-Bus austauschen. Die PCI-Karte, die Daten sendet ist der Master, die Karte die Daten empfängt, ist der Slave.

Message-Prinzip

Für den Datenaustausch zwischen den PCI-Komponenten werden Steuerbefehle(Messages) verwendet. Laut der PCI-Spezifikation gibt es 256 Steuerbefehle.
Die wichtigsten Steuerbefehle sind für den Zugriff auf Register der Erweiterungskarten und den Hauptspeicher.

Burst-Modus

In diesem Modus kann ein zusammenhängender Speicherblock übertragen werden. Ab einer Startadresse kann ein beliebig großer Speicherblock, ohne weitere Adressierung, übertragen werden.
Ein Latenz-Timer sorgt dafür, daß ein langer Burst unterbrochen werden kann, wenn eine andere Komponente den PCI-Bus benötigt.

Elektrische und prozessorabhängige Entkopplung

Zwischen CPU und den Erweiterungssteckplätzen befindet sich die PCI-Bridge, die mit Puffer-Schaltkreisen stabile elektrische Signale garantiert.
Die PCI-Bridge (Host) macht die PCI-Erweiterungskarten weitgehendst unabhängig vom verwendeten Prozessor. Lediglich das karteninterne Bios muss den Prozessor unterstützen.