PCI Bus

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(Peripheral Component Interconnect)

Kaum hatte sich der VLB am Markt etabliert, kam auch schon ein neues Bussystem, der PCI-Bus. Er wurde von Intel entwickelt, um für den Pentium Prozessor ein adäquates Bussystem an der Seite zu haben. Längere Zeit führte der PCI-Bus ein Schattendasein im Vergleich zum VLB, hat diesen aber inzwischen wegen der zunehmenden Verbreitung des Pentium Prozessors fast abgelöst. Der PCI-Bus stellte eine völlige Neuentwicklung dar und benötigte zum Betrieb keinen ISA-Slot. Der Bustakt ist synchron zum CPU-Takt und durfte anfangs maximal 33MHz, später 66 MHz betragen. Der PCI-Bus verfügt über eine Busbreite von 64-Bit, wobei der 64-Bit-Abschnitt vom 32 Bit Standardbus durch einen Steg getrennt ist.

Der PCI-Bus und seine Buszyklen verwenden ein Multiplexing-Schema, in dem die Leitungen abwechselnd als Adress- und Datenleitungen benutzt werden. Das spart zwar Leitungen ein, benötigt aber mehr Zeit. Für eine Busbreite von 32 Bit beträgt die maximale Datenübertragungsrate 66MByte/s (schreiben) bzw. 44MByte/s (lesen). Der PCI-Bus kennt zusätzlich noch einen recht leistungsfähigen Burst-Modus, bei dem die Adresse nur einmal übergeben wird. Anschließend erhöhen Sender und Empfänger die Adresse mit jedem Taktzyklus, so dass die Adresse implizit stets bekannt ist.

Die maximale Datenübertragungsrate steigt im Burst-Modus bei einem 32-Bit Datenbus auf 133MByte/s an und auf 266MByte/s bei einem 64-Bit Datenbus. Durch die eng beieinander liegenden Kontakte ist der PCI-Slot trotz seiner 188 Kontakte recht kompakt. Das Adress/Daten-Multiplexing reduziert die Kontaktzahl sogar auf einen kleineren Wert als beim Microchannel (202). Grundprinzip beim PCI-Bus ist die Verwendung von Bridges, die die Verbindung zwischen dem PCI-Bus und anderen Bussystemen herstellen (z.B. PCI-to-ISA-Bridge).

Die Abbildung rechts zeigt ein modernes Mainboard aus dem Hause Fujitsu Siemens Computers, ein D1306 Board für den Einsatz als hochwertiger Server. Wie Sie sehen können, passen in dieses Board sowohl die alten PCI Karten mit 33 MHz (5 Volt Spannung), als auch die leistungsfähigeren 66 MHz PCI Steckkarten mit 3,3 Volt Spannung für Server.


Abbildung: Fujitsu Siemens Computer D-1306
 


Abbildung: PCI-Bus als Upgrade-Pfad für AMDs K6-2 von Everex

Nutzung des PCI Bussystemes

Da mit dem PCI Bus ein sehr leistungsfähiger Bus im PC zur Verfügung steht, gibt es auch diverse Spezial Anwendungen. Eines der Beispiele sehen sie bei nachfolgender Abbildung. Der PCI-Bus zeichnet sich durch ein ausgeklügeltes Bus-Master- und Slave-Prinzip aus. So kann z.B. ein PCI-Master Daten in den Arbeitsspeicher schreiben oder aus ihm lesen, ohne die CPU dafür in Anspruch zu nehmen. Ein Slave dagegen kann als Empfänger fungieren (z.B. eine Grafikkarte). PCI-Steckkarten verfügen über 94 Kontakte. Vorteilhaft für den Anwender ist die automatische Konfiguration der PCI-Karten. Zuständig für die Konfiguration ist das ROM-BIOS. Bei Konflikten von Interrupts oder Adressen ändert das BIOS die entsprechenden Werte oder schaltet die Karte nach einer Fehlermeldung ab.

Damit war der Weg frei für moderne Plug & Play Betriebssysteme. MS WIN 95 unterstützte diese Funktionen erstmals. Kurz danach kamen die anderen Betriebssysteme ebenfalls mit Plug & Play Funktionen auf den Markt.

 

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