PCI总线PCB设计丨实现高效外围部件互连的关键要素

2024-6-7 18:37:38

909 PCB设计总线 PCB

PCI（Peripheral Component Interconnect）是一种局部总线标准，它是由英特尔公司开发并推广的一种高速、同步的通信总线。PCI总线支持32位或64位的总线宽度，并且有多种不同的版本，分别是PCI、PCI-X和PCI Express（PCIe）。PCI总线的工作频率通常是33MHz，但在较新的版本中，例如PCI Express 2.0，工作频率提高到了66MHz。

一、PCI总线接口介绍

PCI总线是一种树型结构，并且独立于CPU总线，可以和CPU总线并行操作。PCI总线主要连接一些高速的外部设备，如声卡、网卡和IDE接口卡等。由于PCI总线是一种同步的通信总线，所以其具有高带宽和低延迟的特点，这使得它成为一种高效的通信方式。

PCI总线有三种不同的版本，分别是PCI、PCI-X和PCI Express（PCIe）。PCI总线接口支持即插即用（Plug and Play）和中断共享等功能，这使得设备插入系统后，无需手动配置即可自动分配IO、MEM空间和IRQ，并且IRQ可以在PCI设备中共享。

需要注意的是，随着技术的不断发展，PCI总线接口已经逐渐被其他更为先进的接口所取代，例如PCI Express（PCIe）和USB。

二、PCI总线的引脚定义

PCI总线是一种常见的计算机总线，它的引脚定义包括以下几个主要信号。

TRST#

测试重置信号，用于将系统重置为初始状态。

TCK

测试时钟信号，用于提供测试时钟。

TMS

测试模式选择信号，用于选择测试模式。

TDO

测试数据输出信号，用于输出测试数据。

TDI

测试数据输入信号，用于输入测试数据。

+5V

电源电压信号，提供5伏特的电源电压。

INTA#

中断输入信号，用于接收中断请求。

12V

电源电压信号，提供12伏特的电源电压。

GND

地信号，用于提供接地。

C/B

命令/字节使能信号，用于控制数据传输的字节使能。

[7]#

数据输出信号，用于输出数据。

[5]#

数据输入信号，用于输入数据。

+V I/O

I/O供电电压信号，提供I/O电路所需的电压。

+3.3V

电源电压信号，提供3.3伏特的电源电压。

PAR

奇偶校验信号，用于奇偶校验控制。

三、PCI总线的PCB设计

1、差分对采用25/14的过孔，并且两个过孔必须放置的相互对称。

2、差分对的两个交流耦合电容必须有相同的封装尺寸，位置要对称且要摆放在靠近金手指这边，电容值推荐为0.1uF，不允许使用直插封装。

3、SCL等信号线不能穿越PCI主芯片。

4、合理的走线设计可以提升信号的兼容性，减小信号的反射和电磁损耗。

5、PCI总线的信号线采用高速串行差分通信信号，因此，注重高速差分信号对的走线设计要求和规范，确保PCI总线能进行正常通信。

6、PCI是一种双单工连接的点对点串行差分低电压互联。每个通道有两对差分信号，分别是传输对Txp/Txn和接收对Rxp/Rxn。该信号工作在2.5GHz并带有嵌入式时钟。嵌入式时钟通过消除不同差分对的长度匹配简化了布线规则。

7、PCI与CPU芯片对连，尽量不打过孔或控制过孔数量在3个以内。

8、时钟信号长度控制在2450~2500mil，其他信号长度<=1500mil。

四、总线的PCB可制造性设计

1、阻抗线

在制造过程中阻抗线的公差是+/-10%，普通走线一般是+/-20%，阻抗线要求更加精确，因此阻抗线设计最好大于普通线最小的制成能力。

2、金手指开窗

金手指是否开通窗，如金手指没开通窗会存在插接脚接触等问题。

3、过孔设计

金手指周边的过孔尽量远离金手指，如过孔太靠近金手指会影响性能。

4、外形倒角

为了方便金手指插头插入卡槽，金手指外形需要倒角设计。

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