Технологія Plug
and Play
У другій
половині 1995 року компанія Microsoft випустила в користування закінчену
версію нової операційної системи Windows95 (робоча назва - Chicago). Нові
технології цієї системи дозволили усунути багато недоліків що були в той
час РС і операційних систем і зокрема - труднощі апаратної
модернізації. Додавання акустичної карти, дисковода CD ROM або навіть модему
до вчорашнього РС може бути притаманний тільки процесом навіть для знавців РС або
фахівців. Інструкції обговорюють установку перемикачів, IRQ, DMA та адреси
пристроїв, як ніби це побутові терміни. Що ще гірше, так це те, що потрібно
встановити драйвери пристроїв, які потрібні для DOS та WINDOWS. Нова технологія
Chicago - Plug and Play - дозволяє програмному забезпеченню автоматично
встановлювати конфігурацію апаратних засобів, коли ви ставите (або знімаєте)
адаптер в стаціонарний або портативний комп'ютер. На жаль, вам може
знадобитися нова Plug and Play - сумісна материнська плата (або, за
Принаймні, новий чіп BIOS) і новий набір Plug and Play-адаптерів для того,
щоб повністю використовувати переваги автоматичної конфігурації.
Plug and Play --
це стандарт комп'ютерної індустрії для автоматизації процесу додавання нових
можливостей до вашого комп'ютера або зміни адаптерів PCMCIA у вашому
портативному комп'ютері. Технологія Plug and Play виникла у зв'язку з
історичними проблемами, пов'язаними з установками звукових карт на комп'ютери,
що працювали під управлінням DOS або Windows3.1 +; підтримка цієї технології
набагато важливіше для тих, хто використовує засоби мультимедіа або грає в
комп'ютерні ігри, ніж для будь-якої іншої категорії користувачів.
Комп'ютери,
що підтримують технологію Plug and Play і обладнані Plug and
Play-адаптерами, не вимагають файлів config.sys і autoexec.bat. Кожного разу, коли
ви запускаєте Chicago, операційна система перевіряє, які адаптери та
периферійне устаткування, таке як принтери, відеоадаптери, інстальовані на
вашому комп'ютері. Далі вона присвоює кожній карті свої власні
параметри: переривання (IRQ), канал прямого доступу до пам'яті (DMA) та адреси
портів. Нарешті, стартовий процес завантажує тільки ті драйвери, які
підтримують встановлені апаратні засоби. Якщо ви маєте портативний
комп'ютер з одним або більше слотів PCMCIA, то технологія Plug and Play
надає процес, звані гарячою заміною. Якщо ви замінили мережеву
карту PCMCIA на модем PCMCIA, то розділ Plug and Play операційної системи
помітить цю заміну, вивантажить драйвер мережі та встановить драйвер модему. Звичайно,
Chicago підтримує адаптери та інші успадковані драйвери, які не
є Plug and Play. Якщо такі пристрої, як акустичні карти з
приєднаними дисководами CD ROM, вимагають драйвери DOS і резидентні
програми DOS (terminate-and-resident - TSR) (наприклад, mscdex.exe для CD
ROM), то вам необхідна відповідна запис у config.w40 і autoexec.w40,
замінниках config.sys і autoexec.bat. Коли ви встановлюєте Chicago,
додаток Setup (установка) автоматично створить ці записи. Якщо ви
використовуєте утиліти стиснення даних, такі як Stacker3.x, то Chicago додає
необхідні записи в config.w40, і проблем з обробкою стислих томів на диску виникати
не повинно.
Ймовірно,
найбільш важливий внесок Chicago у світ комп'ютерних звуків і музики - підтримка
технологій Plug and Play при установці карток аудіоадаптер (звукових карт).
Якщо вам коли-небудь вдавалося успішно встановити в комп'ютер звичайний аудіо адаптер,
особливо якщо цей комп'ютер приєднаний до мережі і на ньому встановлені інші
спеціалізовані адаптери, ви заслуговуєте диплома кваліфікованого
техніка: знаходження незайнятих IRQ і портів введення-виведення так, щоб ваша
звукова карта не відключила будь-який інший пристрій, вимагає неабияких
дедуктивних здібностей. Однак, для використання звукових карт стандарту
Plug and Play теж є перешкоди: потрібно мати новий комп'ютер (або хоча
б материнську плату) з BIOS, орієнтованої на Plug and Play (Plug and Play
BIOS); крім того, до моменту початку випуску Windows95 можна було знайти
невелика кількість карт аудіоадаптер, повністю сумісних зі стандартом
Plug and Play. Компанія Creative Labs розпочала випуск серії Sound Blaster, що відповідає
Plug and Play, яка не має ніяких перемичок до моменту офіційного випуску
Windows95. Однак мало хто з інших виробників звукових карт почали випуск
продукції, що підтримує технологію Plug and Play, до цього моменту.
Випущена в той
час компанією Media Vision серія плат Pro Audio Spectrum (PAS) майже відповідає
стандарту Plug and Play. За словами менеджера аудіо-та відеовиробництва цієї
компанії Глена Готтліба (Glen Gottlieb) розробляючи ці плати, фірма
прагнула позбавитися від перемичок, що використовуються більшістю інших звукових
плат для вибору IRQ і базових адрес вводу-виводу. Вироби Media Vision PAS
використовують спеціальне програмне забезпечення для установки IRQ і адрес
вводу-виводу і запам'ятовують ці установки у вбудованій пам'яті. (На платах PAS с
адаптером SCSI є тільки дві перемички; вони використовуються для установки
адреси SCSI, значення якого зрідка буває необхідно змінити.) У Chicago
є драйвери для всієї гами продукції Media Vision, починаючи з першого
8-розрядної плати Thunder Board і закінчуючи сучасними платами PAS, які
можуть забезпечувати додатково об'ємний (3-D) звук і табличний midi-синтез
звуку. Хоча ці карти з технічної точки зору не повністю сумісні з Plug
and Play, тим не менш, вони працюють як повністю сумісні. Chicago
ідентифікує наявність плати PAS і автоматично завантажує відповідний
драйвер, а він, у свою чергу, робить потрібні установки в карті так, щоб
вона не конфліктувала з іншими. Якщо б ви хотіли мати хорошу звукову карту,
придатну для використання в Windows95 в 1995 році, то найкращий вибір - одна з
плат Media Vision. У цей же час комп'ютерний ринок рясніє звуковими
картами різних фірм, що підтримують Plug and Play.
Plug and Play
обходиться без перемикачів і програм конфігурування; вставляйте Plug and
Play-адаптер, і Plug and Play-сумісний комп'ютер запрацює з першого разу.
Як тільки ви двічі клацніть по значку New Device (Новий пристрій) в Control
Panel (панелі керування), з'явитися вікно New Device Installation Wizard
(Майстра установки нових пристроїв). Для інсталлірованія Plug and
Play-пристрої рекомендується спочатку вимкнути комп'ютер, а потім вставити
відповідну карту. Коли ви знову запустіть комп'ютер і якщо Chicago не зможе
скористатися для цієї картки ні одним зі своїх вбудованих драйверів, то
попросить вставити дискету виробника в дисковод А. Вам навіть не треба читати
керівництво.
Стандарт Plug
and Play є спільною розробкою Intel Corporation і Microsoft Corporation. Інші лідери комп'ютерної індустрії, такі як Phoenix Technologies Limited, Compaq Computer
Corporation, NEC Technologies, Toshiba Computer System Division також внесли свій внесок у розробку восьми специфікацій, які складають стандарт Plug and Play.
Chicago --
перша операційна система, що повністю підтримує стандарт Plug and Play,
але в MS-DOS 5 +, Windows3.1 + і Windows NT 3.5 ви також можете скористатися
обмеженими можливостями Plug and Play.
За визначенням
Microsoft, комп'ютерна система, що задовольняє стандарту Plug and Play, на
яку можна ставити знак "Designed for Microsoft Windows95" повинна
мати такі три компоненти:
Версія BIOS
Plug and Play 1.0а. Plug and Play BIOS містить основні інструкції для
визначення пристроїв, необхідних для завантаження комп'ютера під час
POST-процесу. Стандартний мінімум пристроїв - це дисплей, клавіатура і диск
для завантаження операційної системи, в даному випадку жорсткий диск для завантаження
Chicago.
Операційна
система Plug and Play. Chicago є першою операційною системою Plug and
Play, але деяка підтримка Plug and Play може бути отримана в MS-DOS 5 + і
Windows3.1 +. Можливо, Microsoft додасть Plug and Play в майбутню версію Windows
NT.
Апаратні
кошти Plug and Play - це безліч пристроїв комп'ютера, які
автоконфігуріруеми операційною системою Plug and Play. Апаратні засоби
Plug and Play зазвичай складаються з адаптерів або еквівалентних схем на материнській
платі комп'ютера, а проте принтери, зовнішні модеми та інші пристрої,
пов'язані з послідовними (COM) і паралельними (LPT) портами комп'ютера,
так само можуть підтримуватися Plug and Play. Адаптери PCI і MCA відповідають
вимогам до апаратних засобів Plug and Play. Адаптери ISA і EISA вимагають
модифікації для автоконфігурірованія Plug and Play.
На початку 1995
року кожному виробнику PC були запропоновані продукти, що задовольняють
стандарту Plug and Play і мають знак "Designed for Microsoft
Windows95 ". Проста заміна чіпа BIOS на материнській платі одним з тих,
які задовольняють Plug and Play специфікації 1.0а, не робить зібраний
комп'ютер Plug and Play-сумісними. Адаптери, жорсткі диски та CD ROM, як і
інші компоненти системи, також повинні підкорятися відповідної
специфікації Plug and Play. Нижче наводиться вісім специфікацій, які
включають в себе стандарт Plug and Play.
Специфікація
BIOS Plug and Play 1.0а, розроблена Compaq, Phoenix Technologies і Intel.
Це основний документ, який визначає, як працює Plug and Play.
Специфікація
ISA Plug and Play 1.0а, розроблена Microsoft і Intel. Мета специфікації ISA
Plug and Play - визначити, як не Plug and Play і Plug and Play-сумісними
карти можуть співіснувати на шині ISA і працювати узгоджено.
Специфікація SCSI
Plug and Play 1.0, розроблена
Adaptec, AT & T Global Information Solution, Digital Equipment Corporation,
Future Domain, Maxtor і
Microsoft. SCSI 1.0
специфікація визначає хост-адаптер SCSI. Додаткова специфікація SCAM
(SCSI Configured AutoMatically) визначає засоби, за допомогою яких
окремі пристрої SCSI, такі як жорсткі диски, підтримують засоби
автоконфігурації, аналогічні Plug and Play.
Специфікація IDE
Plug and Play.
Специфікація
LPТ Plug and Play 1.0, розроблена Microsoft, визначає метод, за яким
пристрої, пов'язані з паралельним портом ідентифікують себе в Plug and Play
BIOS. Принтери, модеми, мережеві адаптери і паралельні порти адаптерів SCSI
належать до пристроїв, що визначаються Plug and Play - специфікацією LPT. Якщо
ви підключіть Hewlett Packard LaserJet 4M до паралельного порту вашого
комп'ютера, то Chicago знайде драйвер для принтера і автоматично його
завантажить.
Специфікація
COM Plug and Play 0.94, розроблена Microsoft і Hayes Microcomputer Products,
визначає як пристрої, підключені до послідовних портів, такі як
миші, модеми, принтери і джерела безперебійного живлення, ідентифікують себе.
Зазвичай Chicago визначає тип встановлених миші і модему навіть без
ідентифікації Plug and Play.
Специфікація
АРМ Plug and Play 1.1, розроблена Microsoft і Intel, обробляє АРМ
(advanced power management - система управління живленням) для портативних
комп'ютерів і енергетично критичних стаціонарних комп'ютерів.
Специфікація
інтерфейсу драйверів пристроїв Plug and Play для Microsoft Windows і MS-DOS
1.0с, розроблена Microsoft, дає обмежену підтримку Plug and Play для
присвоювання I/O, IRQ, DMA і областей пам'яті під DOS і Windows3.1 +.
На додаток до
специфікаціям попереднього списку специфікація ATAPI визначає процес
ідентифікації для Plug and Play сумісних CD-ROM, які приєднуються до
розширеного інтерфейсу IDE, що задовольняє стандарту Plug and Play.
Специфікація ESCD (Extended System Configuration Data) 1.0 розроблена для
надання додаткової інформації про адаптери ISA і EISA в Plug and
Play BIOS.
Найбільш важливим
елементом системи Plug and Play комп'ютера є системний Plug and Play
BIOS. Специфікація BIOS Plug and Play 1.0а додає наступні три нових
головні компоненти до звичайного BIOS:
Управління
ресурсами обробляє основні системні ресурси: пам'ять прямого доступу
(DMA), запити переривань (IRQ), введення/виводу (I/O) та адреси пам'яті. Ці
системні ресурси розділяються різними пристроями, що і призводить до
конфліктів. Диспетчер ресурсів Plug and Play BIOS відповідає за конфігурування
завантажувальних пристроїв на материнській платі, а також будь-яких пристроїв Plug and
Play.
Управління
конфігурацією під час виконання є новим для РС. Plug and Play BIOS
включає в себе можливість реконфігурації пристроїв після завантаження
операційної системи. Цей засіб особливо важливо для портативних комп'ютерів з
пристроями PCMCIA, які можна замінювати, не виключаючи комп'ютер. Раніше
операційна система розглядала всі пристрої, що зазначені BIOS, як
статичні; це вимагало перезавантаження портативного комп'ютера після заміни
пристрої PCMCIA.
Управління
подією визначає під час роботи комп'ютера, коли пристрій видалено або
додано до системи. Plug and Play BIOS 1.0а надає управління подією
тільки для влаштування PCMCIA портативних комп'ютерів, так як гаряча заміна
адаптерів стаціонарних комп'ютерів не є безпечною. Управління подією
пов'язане з управління під час виконання для реконфігурірованія системи.
Phoenix
Technologies, один зі співавторів специфікації BIOS Plug and Play 1.0, є
незалежним постачальником системного програмного забезпечення РС, BIOS ROM, BIOS
утиліт. За словами Альберта Сарье (Albert Sarie), головного менеджера по ринку
високих технологій Phoenix Technologies, Phoenix має 65% неохопленою ринку
цих системних продуктів для РС. (Compaq і IBM розробили свій власний
BIOS). Сарье говорить, що всі клієнти Phoenix Technologies планують Plug and
Play BIOS у своїх лініях комп'ютерів. Єдині комп'ютери, які, в
кінцевому рахунку, не можуть втілити технологію Plug and Play, - це надпотужні
системи, що використовуються в якості мережевих файл-серверів і серверів додатків.
Якщо у вашому
комп'ютері відсутній чіп BIOS ROM, який відповідає вимогам специфікації
BIOS Plug and Play 1.0а, то ви, можливо, не отримаєте задоволення від Plug and
Play. Винятки можливі, якщо:
Ваш комп'ютер
має флеш BIOS, який ви можете модернізувати з дискети постачальника
комп'ютера або материнської плати. Флеш BIOS є чіпом NVRAM, який
зберігає інструкції BIOS при виключенні живлення.
Постачальник
вашого комп'ютера пропонує набір для модернізації BIOS Plug and Play 1.0а. У
цьому випадку ви просто виймаєте існуючий BIOS і ставите заміну.
Якщо ваш
постачальник нічого з цього не пропонує, то для отримання вигоди від
використання технології Plug and Play вам необхідно замінити материнську
плату.
Коли ви
вмикаєте комп'ютер, що відповідає стандарту Plug and Play, то виконуються
наступні 5 кроків:
Системний BIOS
ідентифікує пристрій на материнській платі (включаючи тип шини), а також
зовнішні пристрої, такі як диски, клавіатуру, відеодисплей та інші
адаптери.
Системний BIOS
визначає вимоги ресурсів кожного пристрою (IRQ, DMA, I/O та адреси
пам'яті). Деякі пристрої не вимагають всіх цих чотирьох ресурсів. На цьому
кроці системний BIOS визначає, які з пристроїв мають фіксовані значення
ресурсів, а які є пристроями Plug and Play, чиї значення ресурсів
можуть бути реконфігуріровани.
Операційна
система Chicago надає ресурси, що залишаються після розміщення
фіксованих ресурсів, кожному пристрою Plug and Play. Якщо є
кілька різних пристроїв, то може знадобитися багато ітерацій процесу
розміщення ресурсів для виключення всіх ресурсних конфліктів шляхом зміни
ресурсних привласнення пристрої Plug and Play.
Chicago створює
кінцеву системну конфігурацію і зберігає дані розміщення ресурсів для цієї
конфігурації в регістрі (Registry).
Chicago
відшукує каталог CHICAGOSYSTEMS для того, щоб знайти необхідні для
пристрої драйвери. Якщо драйвер пристрою не знайдено, то з'являється
діалогове вікно з вимогою поставити дискету виробника з драйвером в
дисковод А. Chicago завантажує драйвер в пам'ять і потім закінчує початкові
операції.
Нижче на малюнку
показані описані вище кроки у вигляді простої блок-схеми. Хоча на вигляд процес
здається нескладним, але вимагає досить багато низькорівневого коду BIOS і
високорівневого програмного коду для забезпечення технології Plug and Play.
Список
літератури
Для підготовки
даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat2000.bizforum.ru/
