在机器视觉系统中，图像采集卡充当了系统组件间的桥梁。根据不同的应用需求，我们常用的采集卡包括模拟图像采集卡、1394图像采集卡、USB扩展卡、GIGE千兆网卡和Camera Link图像采集卡等。这些采集卡大多基于PCI和PCI-E总线技术。

PCI总线

PCI（Peripheral Component Interconnect）总线标准由英特尔（Intel）于1991年提出，用于定义计算机内部的局部总线。该标准允许在计算机中安装多达10个PCI标准扩展卡。开始，PCI总线的工作频率为33MHz，传输带宽为133MB/s（33MHz * 32bit/s），基本满足了当时处理器的需求。为了应对更高的性能需求，后来PCI总线的频率提升至66MHz，带宽增加到266MB/s。

PCI总线的带宽取决于其频率，一般为133MB/s（32bit/33MHz）或266MB/s（32bit/66MHz）。普通的声卡、百兆网卡、调制解调器等扩展设备通常使用133MB/s的传输速率，而需要更高带宽的设备如显卡、千兆网卡、磁盘阵列卡、USB2.0或FireWire卡则使用266MB/s的带宽。这些设备的金手指特征通常为三段式（短-长-短）以支持更高的带宽。

PCI总线的实际数据带宽会受到编码方式的影响。采用8b/10b编码时，有效带宽约为总带宽的80%，因此，33MHz的PCI总线实际数据带宽约为106.4MB/s，66MHz的PCI总线实际数据带宽约为212.8MB/s。如果使用500万像素的工业相机（如AVT Guppy Pro 503），每帧图像数据约为4.8MB，帧率为13FPS，那么每秒需要传输的数据量为62.4MB/s。基于此计算，33MHz的PCI总线最多只能支持一个500万像素的相机全速运行，而66MHz的总线则可以支持两个相机。

PCI总线支持多主控器，可以直接插入IBM-PC/AT或兼容计算机中的任意PCI插槽，用于各种数据采集和处理系统，如实验室、产品质量检测中心和工业生产监控系统。

PCI-E总线

PCI-Express（PCI-E）是新一代的总线接口。早在2001年春季，英特尔公司就提出了用新技术取代PCI总线，并于2002年底完成了规范制定，命名为PCI Express。PCI-E采用点对点串行连接，相比于PCI的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，从而避免了带宽竞争，并显著提高了数据传输率。

PCI-E总线有多个版本，包括PCI-E 1.X、PCI-E 2.X和PCI-E 3.X。PCI-E 1.0版本的单通道数据传输速度为2.5GT/s，使用8b/10b编码，有效带宽为256MB/s；PCI-E 2.0版本的单通道数据传输速度为5GT/s，编码方式仍为8b/10b，有效带宽为512MB/s；PCI-E 3.0版本的单通道数据传输速度为8GT/s，使用128b/130b编码，有效带宽接近1GB/s。上述速度为单向传输速率，16通道的PCI-E X16接口则提供双向带宽，分别为8GB/s、16GB/s和32GB/s，这对于现代工业相机图像传输没有任何压力。

例如，AVT Guppy Pro 503B 500万像素的工业相机在13帧每秒的情况下，每秒数据传输量为62.4MB。如果使用PCI-E 2.0 X1通道，其提供的512MB带宽理论上能够支持多达8个这样的相机。尽管实际情况可能会受到数据包大小限制的影响，但PCI-E的高数据传输速率使其在图像采集和处理方面具有显著优势。目前，PCI-E 16X 2.0版本的带宽高可达10GB/s，未来仍有很大的发展潜力。