Peripheral Component Interconnect
Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.
A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Las últimas revisiones de ISA y el bus MCA de IBM ya incorporaron tecnologías que automatizaban todo el proceso de configuración de las tarjetas, pero el bus PCI demostró una mayor eficacia en tecnología "plug and play". Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.
La especificación PCI cubre el tamaño físico del bus, características eléctricas, cronómetro del bus y sus protocolos. El grupo de interés especial de PCI (PCI Special Interest Group)
Especificaciones hardware
Estas especificaciones representan a la versión de PCI más comúnmente usada en los PC
- Reloj de 33,33 MHz con transferencias síncronas
- Ancho de bus de 32 bits o 64 bits
- Tasa de transferencia máxima de 133 MB por segundo en el bus de 32 bits (33,33 MHz × 32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s)
- Tasa de transferencia máxima de 266 MB/s en el bus de 64 bits.
- Espacio de dirección de 32 bits (4 GB)
- Espacio de puertos I/O de 32 bits (actualmente depreciado)
- 256 bytes de espacio de configuración.
- 3,3 V o 5 V, dependiendo del dispositivo
- reflected-wave switching
Variantes convencionales de PCI
- Cardbus es un formato PCMCIA de 32 bits, 33 MHz PCI
- Compact PCI, utiliza módulos de tamaño Eurocard conectado en una placa hija PCI.
- PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3,3 voltios en las señales) (índice de transferencia máximo de 503 MiB/s (533MB/s).
- PCI 2.3 permite el uso de 3,3 voltios y señalizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas.
- PCI 3.0 es el estándar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente quitado.
- PCI-X cambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (índice de transferencia máximo de 1014 MiB/s).
- PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (índice de transferencia máximo de 2035 MiB/s) y también de 533 MHz, expande el espacio de configuración a 4096 bytes, añade una variante de bus de 16 bits y utiliza señales de 1,5 voltios.
- Mini PCI es un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los portátiles.
- PC/104-Plus es un bus industrial que utiliza las señales PCI con diferentes conectores.
- Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de buses para la industria de las telecomunicaciones.
- PXI es la extensión del bus PCI para instrumentación y control.
Bus ISA
El Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 en Boca Raton, Florida para ser empleado en los IBM PCs.
Historia
ISA se creó como un sistema de 8 bits en el IBM PC en 1980, y se extendió en 1983XT bus architecture. El nuevo estándar de 16 bits se introduce en 1984 y se le llama habitualmente AT bus architecture. Diseñado para conectar tarjetas de ampliación a la placa madre, el protocolo también permite el bus masteringMiB de la memoria principal están disponibles para acceso directo. El bus de 8 bits funciona a 4,77 MHz (la misma velocidad que el procesador Intel 8088 empleado en el IBM PC), mientras que el de 16 bits opera a 8 MHz (el de Intel 80286 del IBM AT). Está también disponible en algunas máquinas que no son compatibles IBM PC, como el AT&T Hobbit (de corta historia), los Commodore Amiga 2000 y los BeBox basados en PowerPC. como el aunque sólo los primeros 16
Físicamente, el slot XT es un conector de borde de tarjeta de 62 contactos (31 por cara) y 8,5 cm, mientras que el AT se añade un segundo conector de 36 contactos (18 por cara), con un tamaño de 14 cm. Ambos suelen ser en color negro. Al ser retro compatibles, puede pincharse una tarjeta XT en un slot AT sin problemas, excepto en placas mal diseñadas.
En 1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus propietario MCA (Micro Channel Architecture) en un intento por recuperar el control de la arquitectura PC y con ello del mercado PC. El sistema es mucho más avanzado que ISA, pero incompatible física y lógicamente, por lo que los fabricantes de ordenadores responden con el Extended Industry Standard Architecture (EISA) y posteriormente con el VESA Local Bus (VLB). De hecho, VLB usa algunas partes originalmente diseñados para MCA debido a que los fabricantes de componentes ya tienen la habilidad de fabricarlos. Ambos son extensiones compatibles con el estándar ISA.
Los usuarios de máquinas basadas en ISA tenían que disponer de información especial sobre el hardware que iban a añadir al sistema. Aunque un puñado de tarjetas eran esencialmente Plug-and-play (enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentemente había que configurar varias cosas al añadir un nuevo dispositivo, como la IRQ, las direcciones de entrada/salida, o el canal DMA. MCA había resuelto esos problemas, y actualmente PCI incorpora muchas de las ideas que nacieron con MCA (aunque descienden más directamente de EISA).
Estos problema con la configuración llevaron a la creación de ISA PnP, un sistema Plug-and-play que usa una combinación de modificaciones al hardware, la BIOSsistema operativo que automáticamente maneja los detalles más gruesos. En realidad, ISA PnP acabó convirtiéndose en un dolor de cabeza crónico, y nunca fue bien soportado excepto al final de la historia de ISA. De ahí proviene la extensión de la frase sarcástica "plug-and-pray" (enchufar y rezar). del sistema, y el software del
Los slots PCI fueron el primer puerto de expansión físicamente incompatible con ISA que lograron expulsarla de la placa madre. Al principio, las placas base eran en gran parte ISA, incluyendo algunas ranuras del PCI. Pero a mitad de los 90, los dos tipos de slots estaban equilibrados, y al poco los ISA pasaron a ser minoría en los ordenadores de consumo. Las especificaciones PC 97 de Microsoftdisquete, los puertos RS-232, etc. Los slots ISA permanecen por algunos años más y es posible ver placas con un slot Accelerated Graphics Port (AGP) justo al lado de la CPU, una serie de slots PCI, y uno o dos slots ISA cerca del borde. recomendaban que los slots ISA se retiraran por completo, aunque la arquitectura del sistema todavía requiera de ISA en modo residual para direccionar las lectoras de
Es también notable que los slots PCI están "rotados" en comparación con los ISA. Los conectores externos y la circuitería principal de ISA están dispuestos en el lado izquierdo de la placa, mientras que los de PCI lo están en el lado derecho, siempre mirando desde arriba. De este modo ambos slots podían estar juntos, pudiendo usarse sólo uno de ellos, lo que exprimía la placa madre.
El ancho de banda máximo del bus ISA de 16 bits es de 16 Mbyte/segundo. Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas de vídeo de alta resolución, por lo que el bus ISA no se emplea en los PCs modernos (2004), en los que ha sido substituido por el bus PCI.
Slot ISA de 8 bits (arquitectura XT)
La arquitectura XT es una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PCs con procesadores Intel 8086 y 8088, como los IBM PC e IBM PC XT en los 80. Precede al la arqutectura AT de 16 bits usada en las máquinas compatibles IBM PC AT.
El bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres están en los slots de expansión. De esos tres, dos están normalmente asignados a funciones de la máquina:
| Canal DMA | Expansion | Función estandar |
|---|---|---|
| 0 | No | Refresco de la RAM dinámica |
| 1 | Sí | Tarjetas de ampliación |
| 2 | Sí | Controladora de disquetes |
| 3 | Sí | Controladora de disco duro |
Uso actual
Salvo para usos industriales especializados, ya no se emplea ISA. Incluso cuando está presente, los fabricantes de sistemas protegen a los usuarios del término "bus ISA", refiriéndose en su lugar al "bus heredado". El bus PC/104, empleado en la industria, es un derivado del bus ISA, que utiliza las mismas líneas de señales pero con diferente conector. El bus LPC ha reemplazado a ISA en la conexión de dispositivos de Entrada/Salida en las modernas placas base. Aunque son físicamente bastante diferentes, LPC se presenta ante el software como ISA, por lo que las peculiaridades de ISA como el límite de 16 Mb para DMA seguirán todavía presentes por un tiempo.
CNR
(del inglés Communication and Networking Riser, Elevador de Comunicación y Red) es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de comunicaciones como modems, tarjetas Lan o USB. Fue introducido en febrero de 2000 por Intel en sus placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se extendió más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.
Adolecía de los mismos problemas de recursos de los dispositivos diseñados para ranura AMR. Actualmente no se incluye en las placas.
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