PC接口总线及接口介绍

PC接口总线及接口（插槽）介绍

学习时间：2013/8/9

第一部分：总线

1 ISA

ISA插槽

ISA插槽是基于ISA总线（Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线）的扩展插槽，其颜色一般为黑色，比PCI接口插槽要长些，位于主板的最下端。其工作频率为8MHz左右，为16位插槽，最大传输率16MB/sec，可插接显卡，声卡，网卡以及所谓的多功能接口卡等扩展插卡。其缺点是CPU资源占用太高，数据传输带宽太小，是已经被淘汰的插槽接口。

图 ISA插槽（黑色）

ISA总线

ISA总线: (Industry Standard Architecture:工业标准体系结构）是IBM公司为PC/AT电脑而制定的总线标准，为16位体系结构，只能支持16位的I/O设备，数据传输率大约是16MB/S。也称为AT标准。开始时PC机面向个人及办公室，定义了8位的ISA总线结构，对外公开，成为标准（ISO ISA标准）。第三方开发出许多ISA扩充板卡，推动了PC机的发展。

1984年推出IBM-PC/AT系统，ISA从8位扩充到16位，地址线从20条扩充到24条。1988年，康柏、HP、NEC等9个厂商协同把ISA扩展到32位，即EISA总线(Extended ISA)。

2 PCI

PCI插槽

PCI插槽是基于PCI局部总线(Peripheral Component Interconnection，周边元件扩展接口)的扩展插槽，其颜色一般为乳白色，位于主板上AGP插槽的下方，ISA插槽的上方。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz,最大数据传输率为133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡。PCI插槽是主板的主要扩展插槽，通过插接不同的扩展卡可以获得电脑能实现的几乎所有功能，是名副其实的“万用”扩展插槽。

PCI总线

一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz 频率之下，传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI总线，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz。广泛采用的是32-bit、33MHz的PCI 总线，64bit的PCI插槽更多是应用于服务器产品。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲，能在高时钟频率下保持高性能，适合为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供连接接口，工作频率为33MHz/66MHz。

PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在一个PCI插槽内。这种插槽是目前主板带有最多数量的插槽类型，在当前流行的台式机主板上，ATX结构的主板一般带有5～6个PCI插槽，而小一点的MATX主板也都带有2～3个PCI插槽。根据实现方式不同，PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据，它允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。PCI允许多路复用技术，即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。

3 I2c

I2C接口

I2C总线

I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，最主要的优点是其简单性和有效性。

总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。

I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU 与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。

4 SMBus

SMBus 是 System Management Bus 的缩写，是1995年由Intel提出的，应用于移动PC和桌面PC系统中的低速率通讯。它主要是希望通过一条廉价并且功能强大的总线（由两条线组成），来控制主板上的设备并收集相应的信息。

SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线，使用 SMBus 的系统，设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus，而不是使用单独的控制线，这样可以节省设备的管脚数。

使用 SMBus，设备还可以提供它的生产信息，告诉系统它的型号，部件号等，针对挂起事件保存它的状态，报告不同类别的错误，接收控制参数，并返回它的状态等。

SMBus器件存在现有7层OSI网络模型中的前3层，即物理层，数据链路层和网络层。

SMBus最初的目的是为智能电池，充电电池和与其他系统通信的微控制器之间的通信链路而定义的。SMBus也被用来连接各种设备，包括电源相关设备，系统传感器，EEPROM 通讯设备等等。

SMBus 最适用于笔记本电脑上，检测各元件状态并更新硬件设置引脚 (pull-high 或 pull-low)。例如，将不存在的 DIMM 时钟关闭，或检测电池低电压状态。 SMBus 的数据传输率只有 100Kbit/s；这允许单一主机与 CPU 和多个主从硬盘通讯并收发数据。SMBus 也可用于免跳线设计的主板上。

SMBus 是 System Management Bus 的缩写，译为系统管理总线，SMBus是一种二线制串行总线，1996年第一版规范开始商用。它大部分基于I2C总线规范。和 I2C一样，SMBus不需增加额外引脚，创建该总线主要是为了增加新的功能特性，但只工作在100kHz 且专门面向智能电池管理应用。它工作在主/从模式：主器件提供时钟，在其发起一次传输时提供一个起始位，在其终止一次传输时提供一个停止位；从器件拥有一个唯一的7或10位从器件地址

5 LPT总线

LPC总线，原名叫Low pin count Bus，是在IBM PC兼容机中用于把低带宽设备和“老旧”连接到CPU上。那些常见低速设备有：BIOS，串口，并口，PS/2的键盘和鼠标，软盘控制器，比较新的设备有可信平台模块。LPC总线通常和主板上的南桥物理相连，南桥在IBM PC AT平台上通常连接了一系列的“老旧”设备，例如两个可编程中断控制器，可编程计时器和两个 ISA DMA 控制器。 LPC总线是Intel在1998时作为工业标准架构体系（ISA）的替代品引入，它与ISA在软件层面是类似的，尽管在物理层面是有着巨大不同的，ISA是16比特宽，MHz的总线，而它是4比特宽，有着四倍频率（MHz）