Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Шрифт:
Способ подачи сигнала прерывания, принятый в ISA, — чувствительность к уровню, причем к высокому, — имеет меньшую помехозащищенность, чем срабатывание по отрицательному перепаду, и отрезает путь к нормальному разделению (совместному использованию) линий запросов.
Линия
6.1.6. Шина PC/104
Шина PC/104, предназначенная для построения относительно несложных встраиваемых контроллеров, логически эквивалентна ISA. В ее названии 104 — число контактов коннектора, на который выводятся сигналы шины ISA. От ISA шина PC/104 отличается только типом коннектора и нагрузочными характеристиками линий: поскольку протяженность линий значительно сократилась, сигнальные цепи могут быть слаботочными.
Вид платы PC/104 приведен на рис. 6.4, назначение контактов дано в табл. 6.5 и 6.6. Плата компьютера с шиной PC/104 имеет разъемы-розетки. Плата расширения имеет вилку PC/104, которая вставляется в плату контроллера. Кроме вилки на плате расширения может присутствовать и розетка PC/104 (коннектор двусторонний), так что можно собрать «бутерброд» из нескольких плат (рис. 6.4, а). Для предотвращения неправильного соединения у розеток в позициях B10 и C19 нет ни контактов, ни отверстий; у вилок в этих позициях штырек отсутствует. Если плат более трех, то сверху «бутерброда» устанавливают терминатор. Для фиксации плат стандартизовано расположение крепежных отверстий. Платы скрепляются четырьмя несущими стоечками высотой 0,6" (или длинными винтами с втулками). Отметим особенности коннекторов: J1 — коннектор шины ISA-8, J2 — его расширение до ISA-16; эти коннекторы обычно имеют дюймовый шаг контактов (2,54 мм), но могут встречаться и метрические, с шагом 2,5 мм (они взаимно несовместимы!). Обратим внимание и на специфическую нумерацию рядов контактов В, А, С, D и номеров контактов (у J2 нумерация начинается с нуля, нулевые контакты не используются).
Рис. 6.4. Компьютер с шиной PC/104: а — стопка плат, б — расположение системных коннекторов
Таблица 6.5. Разъем J1/P1 шины PC-104
| РЯДА | № | Ряд В |
|---|---|---|
| IOCHK# | 1 | GND |
| SD7 | 2 | RESET |
| SD6 | 3 | +5 В |
| SD5 | 4 | IRQ2/9 |
| SD4 | 5 | –5 В |
| SD3 | 6 | DRQ2 |
| SD2 | 7 | –12 В |
| SD1 | 8 | 0WS# |
| SD0 | 9 | +12 В |
| IOCHRDY | 10 | Ключ |
| AEN | 11 | SMEMW# |
| SA19 | 12 | SMEMR# |
| SA18 | 13 | IOWR# |
| SA17 | 14 | IORD# |
| SA16 | 15 | DACK3# |
| SA15 | 16 | DRQ3 |
| SAM | 17 | DACK1# |
| SA13 | 18 | DRQ1 |
| SA12 | 19 | REFRESH* |
| SA11 | 20 | BCLK |
| SA10 | 21 | IRQ7 |
| SA9 | 22 | IRQ6 |
| SA8 | 23 | IRQ5 |
| SA7 | 24 | IRQ4 |
| SA6 | 25 | IRQ3 |
| SA5 | 26 | DACK2# |
| SA4 | 27 | TC |
| SA3 | 28 | BALE |
| SA2 | 29 | +5 В |
| SA1 | 30 | OSC |
| SA0 | 31 | GND |
| GND | 32 | GND |
Таблица 6.6. Разъем J2/P2 шины PC-104
| Ряд C | № | Ряд D |
| GND | 0 | GND |
| SBHE | 1 | MEMCS16# |
| LA23 | 2 | IOCS16# |
| LA22 | 3 | IRQ10 |
| LA21 | 4 | IRQ11 |
| LA20 | 5 | IRQ12 |
| LA19 | 6 | IRQ15 |
| LA18 | 7 | IRQ14 |
| LA17 | 8 | DACK0# |
| MEMR# | 9 | DRQ0 |
| MEMW# | 10 | DACK5# |
| SD8 | 11 | DRQ5 |
| SD9 | 12 | DACK6# |
| SD10 | 13 | DRQ6 |
| SD11 | 14 | DACK7# |
| SD12 | 15 | DRQ7 |
| SD13 | 16 | +5 В |
| SD14 | 17 | MASTER# |
| SD15 | 18 | GND |
| Ключ | 19 | GND |
С широким использованием процессоров Pentium и следующих моделей в модуль ввели еще и шину PCI, так появился стандарт PC/104-Plus (именно такая карта показана на рис. 6.4). Трехрядный коннектор PCI имеет метрический шаг контактов 2 мм. Платы микрокомпьютеров с шинами PC/104 могут иметь и краевые разъемы ISA, PCI или комбинированный; с их помощью контроллеры подключаются к пассивной кросс-плате, в которую устанавливаются карты расширения (ISA, PCI) обычного (PC) конструктива.
6.1.7. Конфигурирование интерфейсных карт ISA и EISA
Как было указано выше, всем устройствам-абонентам шин ISA и EISA должны назначаться свои системные ресурсы — области адресов в пространствах памяти и ввода-вывода, линии запросов прерываний и каналы прямого доступа к памяти, причем устройства не должны конфликтовать по ресурсам. Иными словами, все устройства, подключенные к шине, требуется должным образом сконфигурировать. Под этим подразумевается бесконфликтная настройка их дешифраторов адресов и коммутация сигналов запросов прерываний и пар сигналов для работы с каналами DMA. Кроме того, выбранные аппаратные настройки должны быть сообщены программному обеспечению, непосредственно взаимодействующему с устройствами через порты, ячейки памяти, каналы DMA и контроллер прерываний.
Задача конфигурирования осложняется из-за отсутствия общего механизма автоматической передачи установленных параметров прикладному и системному ПО. Конфигурирование старых карт расширения выполняется переключением джамперов, затем установленные параметры заносятся в конфигурационные файлы.
Позже на картах ISA стали применять микросхемы энергонезависимой памяти (как правило, EEPROM), хранящей настройки. С такими картами поставляются утилиты настройки, позволяющие в диалоговом режиме задать требуемые параметры. Отсюда их названия: программно конфигурируемые (Software Configured), или безджамперные (jumperless). В общем, это позволило облегчить конфигурирование — для смены настроек не нужно вынимать карту и переставлять джамперы. Правда, пользователю все равно приходится вникать в распределение системных ресурсов. Однако работа конфигурационных утилит может осложняться (и блокироваться) соседними «недружественными» картами.
Идеальными условиями для программного конфигурирования, и тем более автоматического (без вмешательства пользователя), является изоляция карты от всех остальных (на время конфигурирования). Тогда ПО конфигурирования сможет вести с картой диалог, на который не повлияет присутствие других устройств. Для автоматического конфигурирования необходимо также обеспечить единый метод двустороннего обмена конфигурационной информацией между картой и конфигурационным ПО. Возможность изоляции карт при конфигурировании заложена в шины MCA, PCI и EISA, но в ISA такой возможности нет. В шине EISA можно выборочно управлять сигналом
6.1.8. Спецификация Plug and Play для шины ISA
Аппаратно-программную спецификацию «Plug and Play ISA Specification» выпустили компании Intel и Microsoft в 1994 г. Она обеспечивает решение задач изоляции карт ISA, программного распределения системных ресурсов, конфигурирования и передачи параметров операционной системе и прикладному ПО. Вышеперечисленные задачи решаются для карт PnP, которые могут работать и в окружении так называемых традиционных карт (Legacy Cards). Поскольку описание программной части этой спецификации достаточно объемно и выходит за рамки данной книги, рассмотрим принципы реализации PnP в основном с точки зрения аппаратных средств.
Конфигурирование в системе PnP состоит из следующих шагов.
1. Производится изоляция одной карты от всех остальных.
2. Карте назначается номер CSN (Card Select Number — селективный номер карты), фигурально выражаясь, «приделывается ручка» (Assign a handle), за которую ее можно «ухватить» дальнейшим командам PnP.
3. С карты считываются данные о сконфигурированных и поддерживаемых ресурсах. Эти шаги повторяются для всех карт, после чего выполняются завершающие шаги.