PCI

در کامپيوتر از عناصر سخت افزاری متفاوتی استفاده می گردد. تمامی عناصر فوق نيازمند ارتباط سريع با يکديگر می باشند. در صورتيکه عناصر سخت افزاری موجود که دارای پتانسيل های اختصاصی خود می باشند، قادر  به ايجاد ارتباط با يکديگر نباشند، عملا" از امکانات  موجود استفاده درستی نخواهد شد. گذرگاه (Bus) با نيت کمک به هدف فوق ارائه شده اند. گذرگاه ، کانال و يا مسيری است که بين عناصر کامپيوتر قرار گرفته و دارای انواع متفاوتی است . گذرگاه PCI)PeripheralComponentInterconnect)  يکی ازنمونه های فوق است .

مبانی گذرگاه ها
معماری  بکار گرفته شده  در گذرگاه ها(Bus) طی ساليان اخير بسرعت تغيير نموده است ..هدف از اعمال تغييرات ،  افزايش کارآئی کامپيوتر است .  اغلب کامپيوترهائی که امروزه بفروش می رسند ، هنوز دارای يک گذرگاه از نوع ISA)IndustryStandardArchitecture) می باشند.  در طراحی گذرگاه ها همواره می بايست  سازگاری بين  سخت افزارها ی توليد شده توسط توليد کنندگان، لحاظ گردد.قبل از مطرح شدن امکانات چند رسانه ای ،  تجهيزات جانبی تاکيد قابل ملاحظه ای  در زابطه با  سرعت گذرگاه ها نداشتند.
يک کامپيوتر شخصی دارای دو نوع گذرگاه است : نوع اول را " گذرگاه سيستم " و يا " گذرگاه محلی " می گويند. گذرگاه فوقحافظه و پردازنده را به يکديگر مرتبط می نمايد. ساير گذرگاه ها نظير گذرگاه های PCI و ISAاز طريق يک پل( گذرگاه) ارتباطی به " گذرگاه سيستم " مرتبط می گردند.
همزمان با افزايش سرعت پردازند ه  و حافظه ، ضرورت ايزوله کردن سرعت بين پردازنده و حافظه بيشتر احساس گرديد. بدين منظور گذرگاه DIB)DualIndependentBus)  بعنوان جايگزينی مطمين برای گذرگاه سيستم مطرح گرديد. تکنولوژی DIB ، " گذرگاه سيستم "   را تغيير و آن را به دو گذرگاه  ديگر FrontSideو BackSideتبديل کرد. هدف گذرگاه BackSideارائه يک کانال مستقيم وسريع بين پردازنده و حافظه  Level2 Cacheاست . گذرگاه FrontSideمسئول ارتباط حافظه ( از طريق کنترل کننده حافظه ) با پردازنده و ساير گذرگاه های مربوط به پردازنده و حافظه است .

نوع دوم  "گذرگاه  اشتراکی" ناميده می شود. از گذرگاه فوق برای ارتباط عناصر اضافی ديگر به کامپيوتر استفاده می گردد. گذرگاه فوق به علت فراهم نمودن امکان دستيابی چندين دستگاه از يک مسير يکسان به حافظه و پردازنده " اشتراکی " ناميده می شود. دستگاه هائی نظير :مودم ، هارد، کارت صدا، کارت گرافيک، کارت کنترل کننده  و اسکنر نمونه هائی در اين زميه می باشند.
اولين گذرگاه کامپيوترهای شخصی هشت بيتی و با سرعت 4077 مگاهرتز(ميليون سيکل در هر ثانيه ) بود. گذرگاه فوق قادر به ارسال هشت بيت داده در هر سيکل بود. در سال 1982 گذرگاه فوق تغيير وبصورت  شانزده بيتی با سرعت 8 مگاهرتز مطرح گرديد. گذرگاه فوق ISAنامگذاری گرديد. طراحی گذرگاه فوق بگونه ای بود که امکان ارسال داده را با سرعت 16 مگا بايت در هر ثانيه فراهم  می کرد. در ادامه استاندارهای ديگری در رابطه با گذرگاه ها مطرح گرديد . گذرگاه های EISA)ExtendedeIndustryStandardArchitecture )  (سی و دو بيتی و سرعت 8 مگا هرتز )  VL-BUS)Vesa Local Bus)  نمونه هائی در اين زمينه می باشند.
 گذرگاه PCI
در سال 1990 شرکت اينتل، استاندارد جديدی با نام PCIرا  معرفی کرد. در گذرگاه فوق دستگاهها قادر به  دستيابی مستقيم به حافظه سيستم می باشند. . برای ارتباط با پردازنده  از يک " پل ارتباطی " جهت  ارتباط گذرگاه فوق، با گذرگاه FrontSideاستفاده می گردد.
 PCIقادر به اتصال حداکثر پنج عنصر  خارجی است . هر يک از عناصر خارجی می توانند با دو دستگاه ثابت بر روی برد اصلی جايگزين گردند.  تراشه " پل ارتباطی " PCI، سرعت مناسب برای گذرگاه را مستقل از سرعت پردازنده تنظيم می نمايد.  گذرگاه های PCIدر ابتدا 32 بيتی و دارای سرعت 33 مگاهرتز بودند. درادامه با اعمال تغييرات سرعت آنها به 66 مگاهرتز و 64 بيتی شدند. اخيرا" نيز سرعت گذرگاه فوق تغيير و به 133 مگاهرتز رسيده است.( در چنين حالتی سرعت ارسال داده به يک گيگا بايت در ثانيه خواهد رسيد ).
کارت های PCIدارای 47 پين می باشند. گذرگاه PCIقادر به انجام وظايف مربوطه  با تعداد اندکی پين است( چون از ويژگی مالتی پلکسينگ استفاده می نمايد). در اين حالت دستگاه مورد نظر بيش از يک سيگنال را از طريق پين ارسال می دارد. PCIامکان استفاده دستگاههای 5 ولت و 3/3 را فراهم می نمايد..

با اينکه شرکت اينتل استاندارد PCIرا در سال 1991 ارائه کرده بود ولی تا زمان عرضه ويندوز 95 ( در سال 1995 )، استاندارد فوق  عموميت نيافته بود.سيستم عامل فوق اولين بار از ويژگی Plug&Playاستفاده می کرد. جدول زير انواع گذرگاه ها بهمراه ويژگی هر يک را نشان می دهد.

Plug & Play
مفهوم Plug&Play)PNP)  به اين معنی است که، می توان يک دستگاه و يا يک کارت را به کامپيوتر متصل و سيستم بصورت خودکار قادر به تشخيص و پيکربندی آن  می گردد. PNPدارای يک مفهوم ساده است ولی در زمان مطرح شدن تاثيرات فراوانی در صنعت کامپيوتررا  ايجاد نمود. پس از استاندارد شدن PNP  ، در طراحی PCI  لحاظ و از آن استفاده گرديد. همزمان با معرفی PNPتقاضا برای کامپيوترهای PCIافزايش يافت .
به منظور پياده سازی کامل PNPبه سه امکان زير نياز است .

• PNP BIOS هسته اوليه برای فعال شدن PNPو تشخيص دستگاههای PNP
• E xtended S ystem C onfiguration D ata )ESCD) . يک فايل متنی که حاوی اطلاعاتی در رابطه با دستگاه های PNPنصب شده است.
• سيستم عامل PNP . هر نوع سيستم عاملی  که امکان PNPرا دارا باشد.( ويندوز 95 98 و ... )

PNP چندين عمليات را بصورت اتوماتيک انجام خواهد داد. عمليات قوق در گذشته بصورت دستی و يا از طريق نرم افزارهای ارائه شده بهمراه هر يک از سخت افزارها،  انجام می گرديد..عملياتی که PNPبصورت اتوماتيک انجام می دهد بشرح زير می باشند:

• Interrup Request)IRQ ) . يک IRQ( وقفه سخت افزاری ) توسط اغلب بخش های کامپيوتر استفداه می گردد. هر يک از بخش های فوق از سيگنال فوق  برای جلب توجه پردازنده استفاده می نمايند. مثلا" موس هر زمان که بسمت راست هدايت می گردد ، يک IRQرا برای پردازنده ارسال تا واکنش مناسب انجام گيرد. قبل از PCIهر يک از عناصر سخت افزاری دارای تنظيمات اختصاصی مجزا برای IRQبودند. همزمان با عرضه PCIامکان مديريت وقفه های سخت افزاری ( در نقطه ارتباطی گذرگاه ) فراهم می گردد .بدين ترتيب از يک IRQبرای چندين دستگاه PCIاستفاده خواهد شد.
• Direct Memory Access )DMA ) . امکان دستيابی مستقيم دستگاهها به حافظه، بدون اخذ مشاوره اوليه از پردازنده است.
•  Memory Addresses. دستگاههای زيادی بخش خاص و محدودی از حافظه را برای استفاده خود در نظر گرفته و آن را برای خود رزو می نمايند. با تامين حافظه فوق،  دستگاهها به اين اطمينان خواهند رسيد که همواره  عمليات خود را بدرستی انجام خواهند داد.
• Input/OutPut Configuration . پورت های مورد نياز دستگاه برای ارسال و دريافت اطلاعات را مشخص می نمايد.

با اينکه  PNP نصب آسان دستگاه ها  در کامپيوتر را بدنبال خواهد داشت  ولی به علت وجود و استفاده از روتين های نرم افزاری متفاوت توسط PNP BIOS، محصولات توليد شده PCIتوسط سازندگان متفاوت و ... همواره اين احتمال وجود خواهد داشت که در زمان نصب يک کارت جديد  با مشکلاتی مواجه گرديد
نحوه عملکرد PCI
مراحل نصب يک کارت جديد PCI ( کارت صدا ) بشرح زير است :

• کيس کامپيوتر را باز کرده و کارت صدا رادر يکی از اسلات های آزاد PCIقرار دهيد.