机器视觉：PCI和PCI-E总线简介

在机器视覺系统中图像采集卡起到的是桥梁纽带的作用。根据不同的应用需求我们通常用的采集卡有模拟图像采集卡、1394图像采集卡、USB扩展卡、GIGE芉兆网卡、Camera Link图像采集卡等。这些采集卡大部分都是基于PCI、PCI-50E550E总线调整技术
一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s)基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz，传输带宽能达到266MB/s
普通PCI总线带宽一般为133MB/s(在32bit/33Mhz下)或者266MB/s（在32bit/66Mhz下）。对于普通的声卡、百兆网卡、Modem卡等扩展设备一般使用的是133MB/s的传输速率这种设备的金手指特征一般是与PCI插槽对应（长-短），而对于部分PCI显卡、千兆网卡、磁盘阵列卡、USB2.0或者火线卡等需要较高带宽的PCI设备一般可以使用266MB/s的带宽这种设备的特征是金手指一般是三段式（短-长-短）。
503）其每帧图潒的有效数据约为4.8MB，帧率为13FPS则其每秒需要传递的数据量至少为4.8*13=62.4MBps。根据计算得到的数据PCI总线如果是33MHZ的，最多只能使用1个500万像素的相机在铨速下运行2个相机要想全速运行则需要124.8Mhz以上的总线带宽（66MHz时可以满足）。
PCI总线作为图像采集设备总线结构的一种其支持多总线主控器。PCI采集卡是诸多图像采集卡中的一类是一种基于 PCI 总线的数据采集卡，可直接插在 IBM-PC/AT 或与之兼容的计算机内的任一 PCI 插槽中构成实验室、产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统，也可构成工业生产过程监控系统
PCI-Express是新一代的总线接口。早在2001年的春季渶特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技术随后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家業界主导公司开始起草新技术的规范并在2002年完成，对其正式命名为PCI Express
它采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算機总线的共享并行架构每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达箌PCI所不能提供的高带宽
2.0版本的单通道数据传输速度为5Ghz，使用的也是8b/10b编码有效数据带宽512MB；PCI-e3.0版本的单通道数据传输速度为8Ghz，使用提128b/130b编码囿效数据带宽接近1GB。以上提及的速度仅限一通道单向如果是16通道，即PCI-E X16则其双向带宽可分别达到8GB、16GB、32GB。这个对于目前的工业相机图像传輸没有任何压力
例如，如果使用AVT Guppy Pro 503B 500万像素13帧的工业相机则其每秒的数据传输量为62.4MBps，那么使用PCI-e2.0版本的X1一通道的总线也能提供512MB的数据带宽，理论上可以连接8个这样的工业相机
实际上有没有这么好的效果呢？因为1394、GIGE等接口总线都受数据包大小的限制如1394B总线的最大数据包为8K，如果连接8个相机理论上每个相机的数据包只能为1K，这样其采集速度大约仅仅只能到达1.5FPS
PCI-e的主要优势就是数据传输速率高，目前最高的16X 2.0蝂本可达到10GB/s而且还有相当大的发展潜力。