在微机系统中，曾经应用过和正在应用的总线标准有XT总线、ISA总线、EISA总线、PCI总线以及PCI-E总线等。下面简单介绍一下使用广泛的 三种典型系统总线：ISA总线、PCI总线和PCI-E总线。

   1．ISA总线

   ISA（Industry Standard Architecture）是工业标准体系结构总线的简称，最早由美国IBM公司推出，主要用于IBM-PC/XT、AT及其兼容机上 ，后来被IEEE采纳作为微机总线标准。

   

                  图中近处的黑色插槽即为16位ISA总线插槽

   8位ISA总线插槽由62个引脚组成，用于8位的I/O接口插卡。16位ISA总线插槽除了具有一个与8位ISA总线相同的62脚插槽外，还有一个附加的36脚插槽，它既可支持8位插卡，也可支持16位插卡。

   ISA总线的主要性能指标如下：

l I/O地址空间范围为0100H-03FFH

    l 24位地址线，可直接寻址的内存容量为16MB

    l 总线宽度8位或16位，最高时钟频率8MHz，最大稳态传输率 分别为8MB/s和16MB/s

    ll 8个DMA通道

    l    ISA总线的缺点是数据传输速度低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等，目前在微机系统中已逐渐被淘汰，很多新的主板已不再支持ISA总线，但在工控领域仍有广泛应用。ISA总线的信号引脚图如下。

 

   从图中的信号可以看出，ISA总线的信号与PC机(PC/XT、PC/AT)所使用的外围芯片以及CPU类型有着十分密切的关系。如8位ISA总线的地址与数据线本身就是8088的地址与数据线宽度，16位ISA的24位地址与16位数据与80286一致。8位ISA的IRQ与DRQ是1片8259和1片8237的信号，16位ISA的IRQ与DRQ则是2片8259和2片8237级连等。可以说ISA总线是Intel CPU及外围芯片信号的延伸。  

    上图中三种总线信号（分别用黑色、蓝色和红色标出）的含义如下：

    (1)总线基本信号指的是用于总线工作的最基本的信号，通常有复位、时钟、电源、地线等。

    (2)总线访问信号指的是用于访问数据的地址、数据线以及相应的应答信号。

    (3)ISA总线控制主要有中断和DMA请求两类控制。中断方式时由ISA卡发出中断请求而取得软件的控制权；DMA请求方式则在DMA控制器响应请求后，由DMA控制器代为管理总线的控制，或者与MASTER信号配合取得ISA总线的真正控制权。    2．PCI总线

   PCI（Peripheral Component Interconnect）是外设互连总线的简称，是为了满足现代微机中的外部设备与主机之间的高速数据传输的需求而由美国Intel公司开发的总线标准。其适应性强、速度快 ，在Pentium以上的微型计算机被广泛采用。

   

                            图中白色的插槽即为32位PCI总线插槽

   PCI总线不依附于某个具体处理器 ，它即可应用于Intel处理器系统中，也能应用于其他公司的处理器系统中。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的另一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。 桥接电路提供了信号缓冲，使之能支持多种外设，并能在高时钟频率下保持高性能。PCI总线也支持总线主控技术，允许智能设备在需要时取得总线控制权，以加速数据传送。

   PCI总线的主要特点如下：

l 高速、低延迟。PCI总线宽度 为32/64位，总线时钟频率33MHz/66MHz，最大数据传输速率528MB/s；

    ll

l 自动识别外设，全自动配置与资源申请／分配（即插即用）；

    ll 具有隐含的集中式中央仲裁系统 ；

    ll 支持一次读／写多个数据的Burst传输方式；

    l 完全的多总线主控能力；

    l 提供地址和数据的奇偶校验，使系统更可靠。  

    PCI总线的体系结构如下图所示。    

   从图中可以看到，CPU总线和PCI总线由桥接电路（PCI总线控制器）相连。芯片中除了含有桥接电路外，还有Cache控制器和DRAM控制器等其它控制电路。PCI总线上可挂接高速设备接口，如显示卡、IDE设备或SCSI设备、网络接口卡等。PCI总线和ISA/EISA总线之间也通过桥接电路相连，ISA/EISA上挂接传统的慢速设备，继承原有的资源。PCI总线把ISA/EISA总线作为一种外部设备与之进行数据交换。此外，PCI总线还支持其它一些连接方式，如双PCI总线方式、PCI to PCI方式等。

   3. PCI-Express总线

   PCI Express，简称PCIe或PCI-E，是近年来出现在微机系统中的一种用来代替PCI、AGP接口规范的新型系统总线 标准。与传统PCI或AGP总线的共享并行传输结构相比，PCI-E采用设备间的点对点串行连接。这样就能够允许每个设备建立自己独占的专用数据通道，不需要与其他设备争用带宽，从而极大地加快了设备之间的数据传送速度。串行连接和设备间专用传输通道的特点使PCI-E的数据传输速度可以轻松地达到16GB/s。

   

                            主板上的PCI-E总线插槽

   PCI-E采用多通道传输机制，各通道之间各自独立，多个通道组成一条总线系统。根据通道数的不同，分为PCI-E 1X、2X、4X、8X、16X甚至32X。通道数的多少与PCI-E插槽尺寸也有关，1X最短，32X最长。同时PCI-E还能够向下兼容，例如PCI-E 4X的插卡可以插到PCI-E 8X或16X总线上。

   PCI-E的特点如下：

   PCI-E总线的带宽计算方法与一般总线也不相同：

×总线位宽(bit/8)×编码方式×每时钟传输的数据组数

    因为PCI-E的总线频率为2.5GHz，总线位宽为1bit，编码方式为8b/10b，每时钟传输2组数据，所以每个通道的带宽为：        2.5*109×1/8×8/10×2 = 500MB/s

   由此，可以得出拥有不同通道数的PCI-E总线的带宽：PCI-E 1X的带宽为500MB/s、2X的带宽为1GB/s、4X的带宽为2GB/s、8X的带宽为4GB/s、16X的带宽为8GB/s、32X的带宽为16GB/s。