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EL BUS LOCAL PCI


Cuando IBM diseño su primer ordenador, el PC, diseño un bus para la conexión de periféricos, que aunque en aquel entonces era mas que suficiente para los dispositivos existentes, quedo rápidamente obsoleto con la aparición de los nuevos microprocesadores rápidos y de los dispositivos que necesitaban una gran velocidad de transferencia para comunicarse con el procesador del sistema.

Este bus fue denominado ISA, se encontraba disponible en dos versiones, una de 8 bits (que la integraban los primeros PC) y otra de 16 bits (que apareció junto con los primeros AT con procesador 80286). Ambas versiones del bus ISA funcionaban a una velocidad de 8 Mhz. si bien existen ordenadores compatibles en los que la velocidad del bus se puede elevar hasta 10 o 12 Mhz.
Esta característica hizo que en poco tiempo los usuarios poseedores de ordenadores con procesadores 386 a 40 Mhz o 486 a 33 Mhz. se vieran frenados de forma considerable al hacer accesos al bus ISA.

Dejando a parte las soluciones propietarias desarrolladas por algunos fabricantes de ordenadores, el primer bus local que tuvo una plena aceptación por parte del publico en general fue el bus local VESA.
Esta tecnología aprovechaba el bus local del propio procesador para implementar dos o tres ranuras de expansión, mediante los cuales el usuario conectaba las tarjetas que normalmente contenían los dispositivos que podían representar en cuello de botella durante el funcionamiento del ordenador (Tarjeta grafica, y controladora de disco). Sin embargo, esta tecnología tenia como todo ventajas e inconvenientes. La ventaja principal era su bajo coste de implementación. Por otro lado los fabricantes se encontraron con una especificación del bus que era un poco vaga, por lo que rápidamente aparecieron problemas de incompatibilidad entre algunas placas base y determinadas tarjetas de expansión. Además el diseño eléctrico de este bus hacia que solo se pudieran diseñar placas con dos o a lo sumo tres ranuras de expansión VESA.
Para completar este relativamente desolador panorama, el bus VESA era de 32 bits, y al menos en un primer momento no existía una especificación de 64 bits.

Para crear un bus local que fuese aceptado tanto por la industria informática como por los usuarios, una serie de compañías, entre ellas Intel, se unieron en un comité, el cual fue el encargado de crear las especificaciones de lo que hoy en día conocemos como bus PCI.

El bus local PCI es un bus de alto rendimiento de 32 o 64 bits de anchura (casi todas las implementaciones actuales soportan solo la versión de 32 bits) dotado de líneas de datos y direcciones multiplexadas. Este bus esta diseñado como mecanismo de interconexión entre componentes de la placa base, tarjetas de expansión y subsistema de memoria, y el propio procesador.
En un sistema PCI típico, el subsistema formado por el procesador, la memoria cache externa o de segundo nivel y la memoria principal se conectan al bus PCI mediante un bridge o puente PCI. Este puente proporciona un acceso mediante el cual el procesador puede acceder directamente a los dispositivos PCI, ya sea mediante entrada/salida mapeada en la memoria del sistema o utilizando un espacio de direcciones separado para las operaciones de entrada/salida.

La especificación PCI permite la existencia de dispositivos PCI maestros o masteres, los cuales con capaces de acceder a la memoria principal de ordenador sin que sea necesaria la intervención del microprocesador. El bridge puede disponer de algunas otras funciones destinadas a optimizar el rendimiento general del sistema, como por ejemplo buffer de escritura y de arbitro del bus.
Las configuraciones PCI típicas permiten la conexión de hasta cuatro tarjetas de expansión.
En cuanto al tamaño de las tarjetas de expansión, se han definido tres tamaños, tarjetas largas, cortas y cortas de longitud variable. No es necesario que todos los sistemas soporten estos tres tipos de tarjetas.
Los dos tipos de voltajes soportados por el bus PCI (5 y 3'3 voltios) han tenido su influencia en el diseño de las tarjetas de expansión, de forma que se han definido tres tipos de tarjetas: una tarjeta de cinco voltios, que solo se puede conectar a las ranuras PCI de este tipo, una tarjeta "universal" que se puede conectar a ranuras de 5 y 3'3 voltios, y por ultimo otro tipo de tarjeta que solo se puede conectar a las ranuras de 3'3 voltios.
La velocidad estándar de funcionamiento del PCI es de 33 Mhz, por lo que asumiendo un ancho de banda de 32 bits es posible obtener velocidades superiores a los 120 MB/seg.

 

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