Resursele sistemului: irq, dma, adrese i/o - viitorul: sistemele autoconfigurabile plug and play

RESURSELE SISTEMULUI: IRQ, DMA, ADRESE I/O - VIITORUL: SISTEMELE AUTOCONFIGURABILE PLUG AND PLAY

VIITORUL: SISTEMELE AUTOCONFIGURABILE PLUG AND PLAY

Una dintre cele niat grave lipsuri ale PC-urilor bazate pe magistrale de exensie ISA este lipsa procedurilor autornatizate de configurare, precum cele oferite de standardele Micro Channel si EISA. Modelul Plug-and-Play a fost proicetat tocmai pentru a schimba aceasta situatie, autornatizand comple procesul de configurare a PC-urilor fara comutatoare si jumpere.

Atingerea acestui scop ascunde un drum lung. Functionaeea cornponentelor Plug-and-Play implica schimbari in sistemul BIOS, in magistralele de extensie, in placie de extensie si in sisternul de operare. Adoptarea universal a standardului Plug-an-Play se face printr-o lunga tranzitie, produsele care respecta acest standard intrand pe piata pe cand produsele vechi dispar.

1) Elemente de baza

Primna incercare de stabilire a apecificatiilor Plug-and-Play a fost facuta odata cu lansarea specificatiilor originale Intel-Microsoft pentru standardul ISA, pe 28 mai 1993. Acest efort a inspirat si alte companii, care au dezvoltat standarde inrudite pentru exinderea tehnologiei Plug-and-Play si la alte procese de configurare cu probleme, in special cele pentru extensile SCSI. Compaq Computer Corporation si Phoenix Technologies au colaborat cu Intel pentru dezvoltarea specificattilor BIOS pentru Plug-and-Play, lansate Ia 1 noiembrie 1993. Versiunea curenta pentru BIOS si ISA este 1.0 A. Ambele versiuni revizuite au fost publicate la 5 mai 1994. Prirnul PC Plug-and-Play a fost lansat pe piata catre sflarsitul anului 1994, desi calculatoare care respecta acest standard au aparut in demonstratii inca de la inceputul acelui an. Primul sistem de operare care accepta explidit standardul Plug-and-Play a fost Windows 95, lansat in 1995. Toate versiunile de Windows mai noi accepta acest standard.

Prin proiectare, produsele Plug-and-Play simplifica automat tranzitia. Toate sisternele de acest tip lucreaza cu echipamente care nu respecta standardul Plug-and-Play, sacrificand o parte din caracteristici. Cu alte cuvinte, noile PC-uri Plug-and-Play accepta placile de extensie mai vechi, dar asigura operarea Plug-and-Play completa numai cu echipamentele care respecta acest standard. Dar un PC mai vechi, care nu respecti standardul Plug-and-Play, nu poate folosi avantajele acestet tetnologii. Cu alte cuvinte, trebuie sa va asigurati ca urmatorul sistem PC care in cumparati accepta echipamente Plug-and-Play -sau cel putin are posibilitatea de adaugare a suportului pentru acestea, cum ar fi memoria BIOS Flash.

Telnologia Plug-and-Play transfera responsabilitatea memorarii si stabilirii optiunilor de configurare de Ia dumneavoastra la calculator. In definitiv, memoria calculatorului este mai buna decin a dumneavoastrasi nu o deranjeaza daca trebuie sa execute o procedura de verificare ori de cate ori este nevoie.

Procedurile Plug-and-Play realizeaza automatizarea in trei etape: mai intinl codul BIOS determina resursele de care are nevoie fiecare echipament de extensie.

Apoi coordoneaza alocarea resurselor astfel incin sa evite conflictele. In sfansit comunica sistemului si programelor ce optiuni au fost selectate.

Placilor de extensie ISA le lipsesc posibilitatile necesare pentru configurarea automata. Acestea au nevoic de un mijloc de a permite stabilirea automata a resurselor folosite. In locul unor jumpere si comutatoare, placile trebuie sa aibe bistabile Software. De asemenea, placile trebuie sa inteleaga un set comun de comenzi prin care se fac diferite ajustari ale configuratiei.

In plus, procedura automata de control are nevoie de propriul sistem de control. Aceasta inseamna ca este nevoie de un program care sa parcurga etapele procedurii de configurare. De asemenea, este necesara o metoda de comunicare a adreselor si optiunilor catre software, astfel incin aplicatiile sa aibe acces la echipamentele periferice ale PC-ului.

2) Compatibilitatea

Nivelul scazut de acceptare demonstrat de prirnele incercari de incorporare a procedurilor de configurare automata - Micro Channel si EISA - a aratat ca masa predominanta de sisteme ISA nu renunta usor la rnagistrala familiara in favoarea unei schimbari. Ca urmare tetmologia Plug-and-Play este proictata in sisteme, in vederea unci tranzitii gradate.

3) Suportul placilor de extensie

Procedeul de configurare Plug-and-Play apeleaza la anumite caracteristici hardware ale placilor de extenste Plug-and-Play. Orice placa Plug-and-Play se poate dezactiva singura, astfel incin sa nu raspunda la semnalele normale de control din interiorul PC-ului. Atund cind este inactiva, placa se deconecteaza singura de la toate resursele sistemului, asfel ca, in aceasta situatie nu poate cauza conlicte.

In plus, fiecare placa de extensie Plug-and-Play contine mai multi registri care pot fi adeesati prin intermediul unui set standardizat de trei porturt de intrare-iesire astfel incin codul BIOS sau sistemul de operare pot sa controleze procesul de configurare a placii. Aceste porturi sunt numite Adresa (Address), Scriere Date (Write Data) si Citire Date (Read Data).

Portul de adresa (Address Port) functioneaza ca un pointer care extinde numarul registrilor de control accesibili direct sistemului, fara sa foloseasca resursele sistemulul. Incarcand numarul unui registru in portul de adresa, registrul respectiv devine disponibil pentru scrierea sau cittrea datelor prin celelalte doua porturi.

Specificatiile Plug-an-Play definesc explicit opt registri pentru controlul placii. iar specticatiile Plug~and-Play permit configurarea placilor ca dispozitive logice multiple, alocand porturi pentru controlul acestora. Portul de adresa permite folosirea portului de scriere (Write Data) pentru selectarea dispozitivului logic activ si a resurselor folosite de fiecare dispozitiv logic.

4) Functionarea in timpul incarcarii sistemului

Toate placile Plug-and-PIay, indiferent daca sunt active sau inactive, sunt initializate in starea Wait for Key, in care, placa refuza sa raspunda la semnalele de pe magistrala ISA.

In sistemele Plug-and-Play integrale, codul BIOS trimite automat cheia de inlializare (Initiation Key). Codul BIOS poate apoi sa preia controlul placilor individuale, sa interogheze dispozitivele Plug~nd-Play privind resursele de sistem necesare si sa rezolve conflictele dintre dispozitive. Totusi, de obicei, codul BIOS nu aloca resurse si nu activeaza placile care nu sunt implicate in procesul de incarcare a sistemului. Aceste decizii sunt lasate pe seama sistemului de operare.

Pentru configurarea fiecarei placi de extensie, codul BIOS sau sistemul de operare Plug-and-Play trebuie sa poata comunica individual cu fiecare placa. In mod obisnuit, acest lucru nu este foarte simplu pentru sistemele ISA, deoarece semnalele sunt transmise pe magistrala catre toate placile de extensie.

Dupa identificarea unei singure placi, sistemul de operare iiatribuie un numar CSN unic. Placa stocheaza nurnarul intr-un regisru special si trece la randul ei in starea Sleep. Codul BIOS sau sistemul de operare Plug-and-Play initiaza o alta secvenita de izolare pentru alocarea urmatorulut numar CSN si asa mat departe pana cand toate placile prirnesc cate un numar.

Dupa ce toate placile Plug-and-Play au fost izolate si au primit cate un numar CSN, codul BIOS sau sistemul de operare identifica resursele de care are nevoic fiecare placa. Pentru aceasta, fiecare placa este trecuta in modul configurare si apoi sunt citite din datele stocate pe placi cerintele de resurse.

In PC-urile echipate cu cipuri BIOS Plug-and-Play, codul BIOS verifica fiecare placa, citind registrii acesteia prin portul de citire, si alcatuieste o lista cu cerintele de resurse, apoi termina procesul de incarcare a sistemului. Din acest moment, controlul este preluat de sistemul de operare Plug-and-Play. In PC-urile care nu au cipuri BIOS Plug-and-Play, sistemul de operare trece de la procesul de izolare la cel de configurare.

Dupa ce o placa a fost configurata, sisternul de operare poate sa o activeze prin scrierea directa in registrii acesteia. O singura placa de extensie poate avea mai multe functi, numite dispozitive virtuale (virtual device), pe care sistemul de operare poate sa le activeze independent.

Dupi terminarea procesului de configurare (sau oricand este nevoie), sistemul de operare poate sa treaca placa de extensie respectiva din starea Sleep in starea Configuration si apoi sa o activeze, sa o dezactiveze sau sa nu modifice configuratia. Fiecare placa este controlata individual prin folosirea comenzii Wake cu numarul CSN al placii. Acest proces permite sistemului de operare sa modifice dinamic resursele folosite de orice placa de sistem, in functie de cerintele aplicatiilor.

5) Structura

Tehnologia Plug-and-Play adauga o noua structura in codul BIOS suplimentar. Aceasta structura permite unei anumite placi de extensie sa includa secvente de cod specifice anumitor sisteme de operare, astfel incin aceeasi placa sa poata functiona diferit, in functie de sistemul de operare rulat pe calculator.