PCI-siin: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub |
Resümee puudub |
||
1. rida:
[[Pilt:PCI Slots Digon3.JPG|thumb|Kolm PCI siini]]
'''PCI''' (lühend sõnadest ''Peripheral Component Interconnect'', inglise keeles ’välisseadmeühendus’) – Intel Conporation`i poolt välja töötatud lokaalsiini standard, mida kasutatakse enamiku kaasaegsete personaalarvutite juures kõrvuti vanema ISA laiendussiinistandardiga. PCI siin (nagu kõik teised arvutisiinid) tähendab elektriliste ühenduste kogumit, mille kaudu andmeid kandvad elektrisignaalid liiguvad ühest arvutisüsteemi osast teise.
PCI siini standardi määravad:
* Füüsilised parameetrid (näiteks ühenduspesade tüübid)
* Elektrilised parameetrid (näiteks pinge)
* Loogiline mudel (näiteks tsüklite tüübid siinis)
Laiendussiinid võimaldavad arvutisse lisada laienduskaarte ning ühendada neid protsessori ja põhimäluga. Iga siin koosneb kahest osast: andmesiinist ja aadressisiinist, kuid need võivad olla ka kokku multipleksitud samadele füüsilistele ühendustele.
PCI on siin. Igal siinil on palju slotte (esialgne PCI lubas ühele siinile kuni 3 slotti, uuem standard lubab kuni 6 slotti). Rohkemate slottide vajadusel võib arvuti sees olla ka mitu PCI siini, igaühel kuni 6 slotti. Lisaks võib PCI siinil olla PCI sild, mille taga on uus PCI siin. Nii saab kokku palju siine teha, näiteks IBM suurtes serverites esineb sadu PCI siine (slotte on seega veel rohkem). <ref name=arvutiweb>[http://www.arvutiweb.ee/index.php?option=com_content&task=view&id=74&Itemid=34 Siinid]</ref>
==Ajalugu==
Vanasti kasutati PC – des ISA siini, selle kitsaks jäämisel VLB siini ning serveritel EISA siini. Sun`idel olid Sbus siinid, Macidec NuBus, IBM`il MCA jne. Mõned neist olid 16 – bitised, enamus 32 – bitised.
Aasta 1991 kevadel Intel lõpetas PCI siini esimese versiooni välja töötamist. Kuna VLB oli ajutine häkk ja disainitud 486 protsessorite jaoks, siis Pentium protsessorite jaoks oli vaja uut, kiiremat siini. Inseneride eesmärk oli töötada välja kulutasuv ja produtkiivne lahendus, mis võimaldaks realiseerida protsessorite Pentium ja Pentium Pro võimet. Eriti rõhutati, et välja töötamine (areng) toimub nullist ja insenerid ei püüdnud juba eksisteerivaid seadmeid modifitseerida. Lisaks sellele, oli vaja võtta arvesse neid vigu mida tegi VESA, kui projekteeris VLB siini (elektriline koormus ei võimaldanud ühendada rohkem kui 3 laienduskaarti), samuti rakendada seadmete autokonfiguratsiooni arvutile Amiga (protokoll Autoconfig).
Aastal 1992 ilmub esimene PCI siini versioon ja Intel teatab, et siini standard on lahtine ning loob PCI Special Interest Group`i. Seetõttu igal huvitatud arendajal on võimalus luua PCI seameid ilma litsentsi ostmiseta. PCI kujutab endast hübriidi ISA ja VLB siinist. Uus standard pakub seametele otsest juurdepääsu süsteemi mälule, aga kasutab silda, et luua ühendus ’frontside’ siiniga ja seejärel protsessoriga. Sild on vajalik, et reguleerida PCI kiirust sõltumata protsessori kiirusest. Esimese versiooni taktsagedus oli 33 MHz, siini laius oli kas 32 või 64 bitti ning ta toetas 3,3V ja 5V seadmeid. PCI on kuni 10% kiirem, kui VLB standard. Teoreetiliselt siini ribalaius on 133 Mbit/s, aga tegelikkuses ribalaius oli umbes 80 Mbit/s. Kahjuks ei saavutanud see standard populaarsust enne Windows 95 turule ilmumist, sest mainitud operatsioonsüsteem toetas Plug and Play (PnP) tehnikat. Lühidalt tähendab see seda, et süsteem tunneb ise porti või slotti ühendatud seadme või kaardi ära ning seadistab automaatselt kõik vajaliku. Ehk siis: tarvitseb riistvarakomponendid (näiteks graafika- või helikaart) ainult arvuti vabasse pessa panna ja ülejäänu toimub enam - vähem automaatselt. Uus komponent annab endast märku peale arvuti käivitamist ning kooskõlastab arvuti sisehaldussüsteemis kõik vajaliku.
Aasta keskel 1993, Intel lahkus ühendusest VESA ja hakkas tegema aktiivseid samme PCI siini edasi nihutamiseks turul. Vastus Uneset spetsialistidele ja konkureerivatele ettevõtetele, kes rääkisid, et see siin on allpool igasugust arvustust (siini tunnusjooned olid sarnased näiteks Zorro III`ga, publitseeriti palju artikleid kus oli räägitud, et siinil on vale disain) oli PCI 2.0
Füüsiliselt paikneb ta enamasti rööbiti varasema ISA süsteemisiiniga. Vahel esineb süsteemiplaadil ka kombineeritud ISA – PCI – siin võimaldades kasutada emba – kumba neist. Ta loob otsese juurdepääsu perifeeriaseadmetele pöördumaks frontside siini poole, millega on ühendatud protsessor.
Aastal 1995 ilmus versioon PCI 2.1 (teine nimi - paraleellne PCI siin, mis tagas taktsagedust 66 MHz ja siini maksimaalne edastuskiirus on 533Mbit/s (64 – bitti versioon taktsagedusega 66 MHz)). Lisaks sellele, see siin on toetatud operatsioonsüsteemi Windows 95 tasandil (tehnoloogia Plug and Play), mis võimaldas IBM PC kasutajatel mitte tunda end riivatud võrreldes teiste platvormidega. Versioon PCI 2.1 oli nii populaarne, et varsti ta oli edastatud teistesse platvormidesse protsessoriga Alpha, MIPS, PowerPC, SPARC, jne.
Aastal 1997, seoses arvutigraafika arenguga ja AGP siini väljatöötlemisega, PCI siin ei rahuldanud rohkem vajadusi ja enam seda ei kasutanud videokaardi paigaldamiseks (nõuded olid ülepaisutatud). AGP siin suhtles otse operatiivmäluga, võimaldades sinna laadida 3D elemente ning neid sealt kiirelt kätte saada. Füüsiliselt on see PCI – st erinev ning omavahel neid kaarte vahetada ei saa. Läbi aja on AGP – st ilmunud suuremate sagedustega versioone, mis kannavad lisandina nimes kordajat, mis näitab mitu korda suurem on kiirus algse AGP – ga võrreldes (X2 — 133 MHz, X4 — 266 MHz, X8 — 533 MHz).
==PCI siini tehniline ülevaade==
Siini taktsagedus on 33 või 66 MHz, mis võimaldab arendada suurt läbilaskmevõimet (maksimaalne läbilaskmevõime):
* 132 Mbit/s kui siinilaius on 32-bitti ja taktsagedus on 33 MHz;
* 264 Mbit/s kui siinilaius on 32-bitti ja taktsagedus on 66 MHz;
* 264 Mbit/s kui siinilaius on 64-bitti ja taktsagedus on 33 MHz;
* 528 Mbit/s kui siinilaius on 64-bitti ja taktsagedus on 66 MHz.
Kui taktsagedus on 66 MHz, siis on vaja järgida, et kõik perifeeria seadmed töötaksid samal taktsagedusel.
Mälu aadressiruum on 32 või 64 bitti.
I/O aadressiruum on 32 bitti.
Konfiguratsiooniruum iga seadme kohta on 256 baitti.
PCI on 64 – bitine siin, kuigi teda kasutatakse tihti ka 32 – bitise siinina - see tähendab, et ühekorraga saab edastada kas 32 või 64 andmebitti, toimub sünkroonne andmevahetus, siin on multipleksitud (aadress ja andmed edastatakse kasutades sama liini).
Pinge on kas 3,3V või 5V. Eksisteerivad ka universaalsed emaplaadid mis toetavad nii 3,3V, kui ka 5V seadmeid.
Siini spetsifikatsioon võimaldab kombineerida kuni kaheksa funktsiooni ühel plaadil (video + heli, jne.)
47 (49 masteringi puhul) kontakti.
Toetab Plug and Play`d.
==PCI siini eelised==
Siini väljatöötamisel oli tema arhitektuuri panustatud eesrindlikud tehnilised lahendused, mis võimaldasid suurendada läbilaskevõimet. PCI siin – esimene siin IBM PC arhitektuuris, mis ei ole seotud selle arhitektuuriga. Rohkem ta ei sõltu protsessorist ja teda kasutatakse, näiteks, Macintosh arvutites.
PCI siinil on veel üks väga suur eelis kõrge kiirusega andmete edastuse juures – Burst Mode Transfer ehk valang moodis edastus. Vanemad siinid vajavad ühe andmete bloki edastuseks esmalt aadressi ning seejärel andmeid. Järgmise bloki saatmiseks tuleb uuesti defineerida aadress ja saata andmed. Lisanduvad veel spetsiaalsed blokid igale tsüklile. Valang moodis saadetakse esmalt üks aadresside blokk ja seejärel kaks või rohkem andmete blokki. Selline moodus annab palju suuremad andmete edastuse kiirused.<ref name=loputoo>[http://www.physic.ut.ee/~margus3m/l6put88/L6put88.pdf Õpetus FPGA riistvaralise lahenduse realiseerimiseks PCI siinil]</ref>
PCI siin on väga odav ja laialt levitud siin, mis omab tehnikaid voolu tarbimise säästmiseks.
PCI siin erineb teistest siinidest ja põhiline erinevus on see, et komponendid asetsevad plaadi PCI - adapterite vasakul pealispinnal. Sel põhjusel äärmine PCI - slott tavaliselt jagab maandumiskohta ISA – slot’iga (Shared slot). Niinimetatud sildadeülene protsessor (PCI Bridge) võib olla lülitatud mitmete PCI kanalite külge, kindlustades võimaluse anda üheaegselt edasi andmeid sõltumatute PCI kanalite vahel.
==PCI siini signaalid==
PCI on põhiliselt mõeldud suhtluseks, kus mälusse tuleb kirjutada või mälust lugeda palju andmesõnu järjest. Siini master’iks on kas protsessor või DMA kontroller – initsiaator. Adresseeritav seade on märklaud.
<p>Sümbol - (miinus) signaali ees tähendab, et selle signaali tase on loogiline null, märgistus {XX:0} tähendab rühma signaale numbritega 0 - st kuni XX – ni.</p>
<p>AD{31:0} – multipleksitud aadressisiin/andmesiin. Aadressi edastatakse signaaliga – FRAME, järgnevas signaalis edastatakse andmeid.</p>
<p>FRAME# – initsiaatori poolt saadetav signaal, mis näitab ülekande kestust.</p>
<p>DEVSEL# – seadme vastus, mis näitab, et ta on andmevahetusesoovist aru saanud ja andmevahetuseks valmis.</p>
<p>IRDY# – initsiaatori valmisolek andmevahetuseks.</p>
<p>TRDY# – näitab, kas märklaud on valmis andmevahetuseks või mitte.</p>
<p>STOP# – tehingu lõpp (sihtkoha seadmete päring).</p>
<p>LOCK# – kasutatakse paigaldamisel, hooldusel ja PCI ressursside vabastamisel.</p>
<p>REQ# – PCI seamete siini haaramise päring.</p>
<p>GNT# – siini kasutamise luba.</p>
<p>PAR# – paarsuse üldine bitt liinidele AD{31:0} ja C/BE{3:0}.</p>
<p>ParityER# – signaal tähendab, et on paarsuse viga.</p>
<p>RST# – kõikide seadmete alandamine.</p>
<p>SERR# – süsteemi viga, aktiveeritakse ükskõik milliste PCI seadmetega ning selle tulemus on maskeerimata tehingu lõpp (NMI).</p>
<p>REQ#64 – 64 – bittise vahetuse päring.</p>
<p>ASK#64 – 64 – bittise vahetuse kinnitamine.</p>
<p>Clock# – sünkroniseerimise signaal siini taktsagedusel.</p>
<p>Test Clock# -TSTRES, TestDO, TestDI – signaalid adapteerite liidese JTAG testimiseks (tavaliselt ei ole kasutusel).</p>
<p>TSTMSLCT# – testi reziimile üleminek.</p>
<p>CLK# – 33 MHz või 66 MHz taktsignaal.</p>
Sümbol ''#'' nimetuse lõpus näitab, et signaal on aktiivne madalapingelises olekus
==PCI seadme konfigureerimine==
Kui seade on arvutiga ühendatud, siis talle omistatakse initsialiseerimise käigus aadress kasutades IDSEL# signaali (Input Device Select). Kuna PCI – seadmete maksimaalne arv on 21, siis PCI konfigureerimise tarkvara skaneerib kõik 21 võimalikku asukohta, selgitamiseks välja millised seadmed on reaalselt olemas. Iga seade võib küsida aadressi I/O aadressiruumis või mälu aadressiruumis ja see info kirjutatakse seadme registrisse. Kui seade vajab installeerimist, kirjutatakse installeerimise kood seadme ROM’i, seejärel PCI tarkvara loeb seda koodi, käivitab ja teeb vajaliku initsialiseeringu.<ref name=konfigureerimine>[http://shadowcat.planet.ee/Kooli_asjad/AA/sisendvaljund3.pdf Sisend/Väljund]</ref>
==Füüsilised mõõtmed==
===Normaal suurusega kaardid (Full – length):===
Normaal suurusega kaadri kõrgus on 107 mm ja sügavus on 312 mm, kuid paljudele kaasaegsetele arvutitele nad ei sobi. Kohad kuhu tuleb krivid keerata on ka standartiseeritud. Vaatamata sellele, et kaart võib ka väiksem olla, kruvi suurus ei muutu ning kõik kruvid peavad olema hoolikalt kruvitud.
===Keskmise suurusega kaardid (Half – length):===
Peaaegu kõikidele kaasaegsetele arvutitele sobib see standard.
* Laius – 15,24 mm
* Sügavus – 175,26 mm
* Kõrgus – 106,68 mm
===Poole kõrgusega kaardid (half - heigth):===
Need on ’madala profiili’ kaardid, kuhu sobivad seadmed järgmises vahemikus:
* Kõrgus: 36,07 mm - 64,41 mm
* Sügavus: 119,91 mm - 167,64 mm
===Mini PCI:===
Sülearvutitest leiame ka PCI modifikatsionni Mini PCI. Standardi järgi Mini PCI kaardid on umbes 1 / 4 väiksemad võrreldes normaal suurusega kaartidega. Regulaarset PCI varustatud riistvara saab kasutada Mini PCI kaarte kasutades Mini PCI – to – PCI muundureid. Uuematel arvutitel Mini PCI on asendatud PCI Express Mini kaarditega.
==Tulevik==
Praegu PCI siiniliides järk – järgult asendatakse PCI Express, HyperTransport ja USB siiniliidesega. Kaasaegsetele emaplaatidele (alates aastast 2010) paigaldatakse ainult üks, harva kaks PCI slotti 5 – 6 varem paigaldatud asemele.
==Vaata ka==
*[[Emaplaat]]
*[[Siin]]
*[[Aadressisiin]]
*[[Jadasiin]]
*[[Paralleelsiin]]
== Viited ==
| |||