PERIPHERAL COMPONENT INTERCONNECT

LA INTERCONEXIÓN DE COMPONENTES PERIFÉRICOS

1. DEFINICIÓN:

La Interconexión de Componentes Periféricos, en inglés: Peripheral Component Interconnect (PCI), es un bus estándar de computadoras para conectar dispositivos periféricos directamente a la placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en esta (los llamados dispositivos planares en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PC, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de computadoras.(1)

Una ranura de expansión, bus de expansión ó "Slot" es un elemento que permite introducir dentro de si, otros dispositivos llamados tarjetas de expansión (son tarjetas que se introducen en la ranura de expansión y dan mas prestaciones al equipo de cómputo).(2)

El bus PCI (Interconexión de componentes periféricos) fue desarrollado por Intel el 22 de junio de 1992. A diferencia del bus VLB, no se trata de un bus local tradicional sino de un bus intermedio ubicado entre el bus de procesador (Puente Norte) y el bus de entrada/salida (Puente Sur). (3)

 Los bits en las ranuras de expansión significan la capacidad de datos que es capaz de proveer, este dato es importante ya que por medio de una fórmula, es posible determinar la transferencia máxima de la ranura ó de una tarjeta de expansión. Esto se describe en la sección: Bus y  bus de datos PCI de esta misma página.(2)

Buses PCI de una placa base para Pentium I.

2. ANTECEDENTES:

•  El PCI 1.0 fue lanzado el 22 de junio de 1992, y era solamente una especificación a nivel  de componentes.

•  El PCI 2.0, lanzado en 1993, fue el primero en establecer el estándar para el conector y la ranura (slot) de la placa base.

•  El PCI 2.1 se lanzó al mercado el 1 de junio de 1995.

PCI fue inmediatamente puesto al uso de los servidores, reemplazando a los buses MCA y EISA como opción al bus de expansión. En PC fue más lento en reemplazar al VESA Local Bus y no ganó la suficiente penetración en el mercado hasta después de 1994 con la segunda generación de los Pentium. Para 1996 el VESA se extinguió y las compañías reemplazaron hasta en las computadoras 80486. Apple adoptó el PCI para el Power Macintosh (reemplazando al NuBus) a mediados de 1995 y el Performa (reemplazando a LC PDS) a mediados de 1996.(1).

Las nuevas versiones PCI añadieron características y mejoras en el rendimiento, incluyendo un estándar a 66MHz y 3,3V y otro de 133MHz: llamados PCI-X. Ambos PCI-X 1.0b y PCI-X 2.0 son compatibles con sus predecesores. Con la introducción de la versión serial PCI Express en el 2004, los fabricantes de placas base van incluyendo cada vez menos ranuras PCI a favor del nuevo estándar, aunque todavía es común ver ambas interfaces implementadas.(1)

3. CONECTORES PCI

Por lo general, las placas madre cuentan con al menos 3 ó 4 conectores PCI, identificables

generalmente por su color blanco estándar. La interfaz PCI existe en 32 bits con un conector de 124 clavijas o en 64 bits con un conector de 188 clavijas. También existen dos niveles de señalización de voltaje:

• 3,3 V para los ordenadores portátiles
• 5 V para los equipos de escritorio(4)

El voltaje señalizado no es igual al voltaje de la fuente de alimentación de la placa madre, sino

que es el umbral de voltaje necesario para el cifrado digital de los datos.

Existen 2 tipos de conectores de 32 bits:

• conector PCI de 32 bits, 5 V:(4)

• conector PCI de 32 bits, 3,3 V:(4)

Los conectores PCI de 63 bits disponen de clavijas adicionales para tarjetas PCI de 32 bits.

Existen 2 tipos de conectores de 64 bits:

• conector PCI de 64 bits, 5 V:(4)

• conector PCI de 64 bits, 3,3 V:(4)

4.   CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA RANURA PCI

• PCI se podría considerar una ranura de expansión de cuarta generación.

• Es una ranura de tamaño menor a las anteriores tanto el largo como en ancho.

• Integra una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.

• Tiene una velocidad de transferencia de hasta 125.88 Megabytes/s (MB/s) a 503.54 MB/s respectivamente.

• Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 33 MHz para 32 bits y 66 MHz para 64 bits.

• Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.(2)

Bus y bus de datos PCI

El "bus" es una palabra que traducida literalmente significa transporte. El bus es un conjunto de líneas eléctricas que el dispositivo integra para comunicarse con el resto de los componentes de la computadora. Hay varios tipos de bus, ya que cada dispositivo necesita enviar diferentes tipos de información, entre ellos están los siguientes:

- Ejemplo: tenemos un dato que va a ser guardado en memoria RAM.

Bus de direcciones: se encarga de que determinar en que lugar exacto de memoria se escribirá el dato.

Bus de control: maneja el momento y la forma de escribir el dato.

Bus de datos: se encarga de enviar el dato.

El más utilizado para describir las características es el bus de datos, y el rendimiento del bus PCI está en función de la velocidad del dispositivo y su capacidad de datos.

- Ejemplo: si una ranura PCI indica que trabaja a 64 bits y tiene una frecuencia de trabajo de 66 MegaHertz (Hz), entonces se calcula la velocidad de transferencia de la siguiente manera:(2)

Forma de calcular la velocidad de transferencia de una ranura PCI

Modo de calculo	Transferencia de datos = Datos X Frecuencia de trabajo
Fórmula	Transferencia de datos = ( #bits / 8 ) X Frecuencia de trabajo en bytes/segundo
Sustitución de datos con Hz transformados en bytes/s	Transferencia de datos = ( 64 bits / 8 ) X 66,000,000 bytes/s
Se convierten bits en bytes	Transferencia de datos = ( 8 bytes ) X 66,000,000 bytes/s
Resultado en bytes/segundo	Transferencia de datos = 528,000,000 bytes/segundo
Se convierte a Megabytes/s	Transferencia de datos = 528,000,000 bytes/segundo / 1,048,576 bytes
Resultado final y redondeo.	Transferencia de datos = 503.54 MB/s

5. ESTRUCTURA DEL BUS PCI

En la estructura normal de un PC, el bridge de conexión con el bus local de la CPU se conoce como Northbridge (bus primario) El bridge que conecta el bus PCI con el resto de las unidades se conoce como Southbridge (bus secundario)(5)

PCI EXPRESS

PCI-Express, es un desarrollo del bus PCI, también llamado PCI-E o PCIe. No tiene nada que ver con PCIX ( otra evolución de PCI).

PCI-E es más veloz que el PCI y el AGP, de hecho en comparación con el puerto AGP, la velocidad del bus PCI-E equivaldría a un AGP 16X. Tiene dos modos de velocidad:

•PCI-Ex 1x (133Mhz), para dispositivos como tarjeta de sonido, de TV, etc.

•PCI-Ex 16x (2128Mhz) para las tarjetas gráficas.

Cada ranura de expansión lleva uno, dos, cuatro, ocho o dieciséis carriles de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de carriles se escribe con una x de prefijo (x1 para un carril simple y x16 para una tarjeta con dieciséis carriles); x16 de 500MB/s dan un máximo ancho de banda de 8 GB/s en cada dirección para PCIE 2.x. (5)

BIBLIOGRAFÍA

1. wikipedia. Peripheral Component Interconnect. [Online].: wikipedia; 2015 [cited 2015 Junio17.Availablefrom: https://es.wikipedia.org/wiki/Peripheral_Component_Interconnect.

2. Informatica moderna. Bus PCI. [Online]. [cited 2015 Junio 17. Available from: http://www.informaticamoderna.com/Slot_PCI.htm.

3. kioskes.net. Bus PCI. [Online].; Junio 2014 [cited 2015 Junio 17. Available from: http://es.ccm.net/contents/392-bus-pci.

4. kioskea.net. Bus PCI. kioskea.net ed. kioskea.net , editor.: kioskea.net; Junio 2014.

5. Cantabria Ud, editor. El bus PCI. Plataformas de Tiempo Real:Dispositivos y Drivers ed.: Plataformas de Tiempo Real:Dispositivos y Drivers; 2015.