本白皮书首要着眼现已得到广泛选用的PCI |0″>PCI 总线的成功优势地点，一起详细介绍下一代高功用I/O 互连技能PCI Express 它将作为标准的局域I/O 总线被广泛运用于未来各种计算机渠道。本白皮书还迁就PC 总线技能的演化进程、PCI Express 的物理层和软件层、PCI Express 所能带来的优点和竞赛优势以及此项簇新技能在丈量自动化体系范畴里预示的令人振奋的深远含义，做个全体技能性概述。
PC 的演进前史
上世纪90 年代初，PCI 总线一经推出，即一致了其时并存的多种I/O 总线，比如VESA 局域总线，EISA，ISA 和微通道等等，如图1所示。它首要被用于完成芯片与芯片间互连并代替了不全面的 ISA 总线。在前期，33MHz PCI总线很好地满意了其时干流外设I/O 的带宽需求。可是现在状况发生了改变，处理器速度惊人地进步，以及处理器和内存的频率也不断 地攀升。在这一期间，PCI 总线的频率由33MHz 进步到66MHz， 而处理器的速度由33MHz 进步到3GHz 。一个具有新I/O 技能的总线设备如千兆以太网和 IEEE 1394B ，就可能占用简直一切 PCI 总线带宽。
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PCI 总线前史和概述
和曾经的总线比较，PCI 总线具有许多优势，其间最重要的是处理器的独立性，带缓冲的阻隔，总线主控和真实的即插即用。带缓冲的阻隔真实地完成了CPU 局域总线和 PCI 总线间在电路和时钟方面的阻隔。这一特功用为体系功用带来两个首要优点。首要是 PCI 总线和CPU 总线能够作业在各自的时钟周期；第二是由于有独立的PCI 总线速度和负载，可独自进步CPU 局域总线的频率。通过总线主控，PCI 设备以裁定处理方式拜访 PCI 总线而且能直接操控总线处理事务，而不必等主CPU 为设备供给服务，然后使得整个I/O 处理事务的等待时间削减。即插即用操作，能够自动检测和装备设备，得到根本地址不再需求中止运转和手艺设置开关跳线，而这些都曾使 ISA 板卡的用户感到很扎手。
PCI 面对的应战
超卓的 PCI 现已享用到了成功的荣誉，当今开端面对一系列新的应战，包括带宽的约束，主管脚数的约束，缺少如同步数据传输这样的实时数据传输服务以及没有下一代I/O 所需的服务质量，以及电源办理和虚拟I/O 等问题。
自从PCI 推出以来，咱们不断完善PCI 的各项标准，企图跟上日益添加的更高I/O 要求。各阶段详细改造总结如下表所示：
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关于PCI 和由其衍生的总线来说，协议开支和总线拓扑结构导致可运用的总线带宽要小于理论带宽。总线上的设备要同享可用带宽，这是PCI 首要的局限性。由于PCI 的时钟频率已不能满意某些运用的要求，由其衍生出来的其它一些总线，如PCI-X 和高档图画端口（AGP ），则通过进步总线频率来缓解带宽的压力。添加频率的副作用是总线连通间隔和总线收发器可驱动连接器的数量也会相应缩短和削减，这样就导致了对PCI 总线的切割。每个片断都需求一个完好的 PCI-X 总线来连通主驱动芯片和一切功用插槽。例如，每一部分64 位的PCI-X 需求150 个管脚。很显然，要完成这样的连线，板层数和芯片封装引脚都会有很大的难度而且本钱十分贵重。这种额定的本钱只要在对带宽有严格要求的状况下才有价值，如服务器。
比如数据收集，波形生成，包括音频和视频流的多媒体运用等需求确保带宽和有确认的等待时间，假如不能满意这一点，有经历的用户也会一筹莫展。原始的PCI 标准并没有考虑这些问题，这是由于在拟定标准时上述运用并不遍及。现在的同步数据传输，如高清晰度的无紧缩视频和音频，要求I/O 体系包括同步传输功用。同步传输的另一个作用是：和典型的PCI 设备比较，局域 PCI Express 设备只用少得多的内存就能完成缓冲功用，然后把所运用的可变带宽降至最低。
最终，对下一代I/O 的要求如服务质量丈量和电源办理等，能进步数据的完好性并答应有挑选地关闭体系设备关于现代PC 不断添加的电源功率来说这是需求要点考虑的。虚拟通道答应数据通过虚拟路由来传送；即便其它通道被更重要的处理事务所堵塞，也相同能进行数据传输。
虽然 PCI 总线在某些方面已有些过期，可是转变到PCI Express 还要通过一个长时间进程，而且未来许多年里PCI 总线将仍然是I/O 扩展的强有力竞赛者。跟着PCI Express 技能日益赢得认可和广泛选用，2004 年以及尔后推出的新式PC 将会一起配有PCI 插槽和PCI Express 插槽。
