ISA Plug and Play

Wydaje się, że wiodąca rola producentów komputerów w określaniu ich kształtu należy do przeszłości. Obecnie rolę tę przejmują producenci oprogramowania.

Wydaje się, że wiodąca rola producentów komputerów w określaniu ich kształtu należy do przeszłości. Obecnie rolę tę przejmują producenci oprogramowania.

Można się zastanawiać czy pewne rozprzężenie w świecie komputerów PC, wynikające z braku producenta, którego wiodąca rola nie byłaby kwestionowana, jest korzystne dla ich rozwoju. Jeszcze do niedawna mówiło się, że komputer jest kompatybilny z IBM PC (ewentualnie PC AT). Ponieważ firma IBM ani nie miała monopolu na produkcję PC (tak jak monopol na produkcję Macintoshy utrzymała firma Apple) ani nie dbała o testowanie zgodności komputerów innych producentów z "wzorcem", to coraz większa liczba komputerów odbiegała znacznie od pierwowzoru. Odbijało się to w znacznej mierze na zwykłym użytkowniku, nie mającym żadnej pewności, że zakupiony sprzęt (karty rozszerzeń, karty sieciowe, grafika) będzie pasował do posiadanego komputera, nie będzie powodował konfliktów adresowych, itp.

Instalacja rozbudowanego systemu komputerowego coraz częściej wymaga wiedzy na poziomie inżyniera informatyka, co wywołuje frustracje użytkowników i podnosi niepotrzebnie koszty eksploatacji. Z powodu różnic sprzętowych także produkcja i instalacja oprogramowania stała się trudniejsza. Producent musi bowiem przystosowywać swój produkt do wielu różnorodnych standardów kart graficznych, rozpoznawać różnorodne opcje i załączać sterowniki programowe do coraz większej liczby niekompatybilnych rozszerzeń.

Obecnie już mało kto używa pojęcia zgodności z IBM PC; częściej słyszy się, że na komputerze działa Windows, Windows NT lub sieć Novell. Tak więc główną rolę w definiowaniu komputera zaczynają odgrywać producenci oprogramowania.

Jak temu zaradzić?

Pierwszą, niezbyt udaną próbę zaradzenia tej niezdrowej sytuacji podjęła firma IBM, przechodząc na nową architekturę szyny komputera Microchannel Architecture (MCA). Zbyt zaawansowana architektura tej szyny jak na ówczesne możliwości technologiczne większości producentów komputerów, wyższa cena produkcji kart rozszerzeń oraz trudności w uzyskaniu licencji spowodowały, że praktycznie stosowana jest ona jedynie przez IBM w komputerach PS/2 i RS/6000. Niektóre specjalistyczne karty pomiarowe i graficzne są także produkowane zgodnie ze specyfikacją MCA, ale mają one znikomy udział procentowy w całej masie produktów zgodnych ze standardem IBM PC AT, znanym pod nazwą architektury ISA.

Zasadniczą zaletą architektury MCA jest łatwość konfigurowania kart rozszerzeń, bez powodowania konfliktów adresowych.

Druga, równie mało udana próba zdefiniowania nowej architektury wyniknęła nie tyle z chęci standaryzacji, co raczej z konieczności przyśpieszenia operacji wejścia/wyjścia w szynie. Maksymalna szybkość przesyłania danych w szynie wynosi 16 MB/s i wynika z szerokości szyny danych (2 bajty, 16 bitów) oraz częstotliwości zegara szyny (8, 8,25 lub 8,33 MHz). Wprowadzona przez głównych producentów komputerów szyna EISA, stanowi 32-bitowe rozszerzenie szyny ISA. Dwukrotnie większa szerokość szyny danych powoduje automatyczne dwukrotne przyśpieszenie transmisji w szynie. Wysoka cena kart z szyną EISA, wynikająca głównie z trudności technologicznych w ich produkcji powoduje, że mają one jedynie marginalny udział na rynku. Komputery zgodne z szyną EISA są używane głównie jako wysokowydajne serwery sieciowe, w których szybkość przesyłania danych decyduje o wydajności sieci.

Podobny cel, to jest przyśpieszenie operacji wejścia/wyjścia, przyświecał twórcom specyfikacji szyny lokalnej Local Bus VESA (Stowarzyszenie Producentów Sprzętu Komputerowego) i PCI (Intel). Specyfikacje szyny lokalnej VESA i PCI umożliwiają znaczne przyśpieszenie działania kart graficznych i kontrolerów dysków, ale w żaden sposób nie ułatwiają konfigurowania komputera. Większość nowych komputerów, zwłaszcza tych potężniejszych, jest wyposażana w szynę lokalną i zgodną z nią kartę grafiki.

"ISA Plug and Play"

Kolejna inicjatywa pewnej standaryzacji w zakresie sprzętu komputerów osobistych wyszła od największego producenta oprogramowania, to jest firmy Microsoft, która wspólnie z głównym dostawcą , firmą Intel, opracowała w czerwcu 1993 r. pierwszą, wstępną wersję specyfikacji zwanej "ISA Plug and Play" (ISA - włącz i używaj).

Zamiast wprowadzania kompletnie nowych rozwiązań technologicznych, niechętnie akceptowanych zarówno przez producentów jak przez użytkowników komputerów, firmy zamierzają uporządkować sytuację na rynku komputerów PC. Polega to na zaakceptowaniu głównej roli technologii ISA i zaproponowaniu takich jej rozszerzeń, które są zgodne z dawniejszymi produktami, a jednocześnie doprowadzą do uproszczenia instalacji komputera i produkcji oprogramowania.

Specyfikacja określa zarówno rozszerzenia sprzętowe nowych produktów opartych na szynie ISA, jak i rozszerzenia BIOS-u i oprogramowania (specjalny program konfiguracyjny lub rozszerzenie systemu operacyjnego) w celu automatycznego rozpoznawania konfiguracji komputera.

Rozpoznawanie konfiguracji komputera

Wszystkie karty zgodne z nową specyfikacją będą mogły uczestniczyć czynnie w procesie startowania komputera, bądź oczekiwać biernie na włączenie ich do systemu przez program rozpoznający konfigurację. Umożliwi to sukcesywne uruchamianie sprzętowych zasobów komputera, rozstrzyganie ewentualnych konfliktów adresowych, przydzielanie przestrzeni adresowej, uruchamianie zainstalowanych na karcie rozszerzeń BIOS-u itp.

W specyfikacji zaproponowano mechanizmy sprzętowe i programowe do:

- izolacji pojedynczej karty rozszerzeń w komputerze;

- odczytania z karty informacji o dostarczanych i potrzebnych jej zasobach komputera;

- identyfikacji karty i przydzielenia jej potrzebnych zasobów;

- lokalizacji i uruchomienia programowego sterownika karty.

Nowe karty, zgodne ze specyfikacją, będą zaopatrzone w unikatowy identyfikator sprzętowy, w postaci liczby 72- bitowej. Pierwsze 32 bity identyfikują producenta, następne 32 bity - rodzaj karty, pozostałe 8 są kodem kontrolnym. Karty zawierać będą także zapisane w nich informacje dodatkowe określające dokładnie ich wymagania programowe (sterowniki) i sprzętowe (wielkość zajmowanej przestrzeni adresowej, możliwość jej przeniesienia w inne adresy w razie wystąpienia konfliktów z innymi kartami, żądane przerwania IRQ, kanały DMA, wielkość zainstalowanej na karcie pamięci RAM/ROM i in.).

Proces izolacji karty polega na wydzieleniu pojedynczej karty na podstawie tego identyfikatora adresowego. Po wyizolowaniu z karty odczytuje się informacje o zasobach. Mogą one być zakodowane na sztywno, jak i zapisane w pamięci stałej ROM, flash RAM czy podtrzymywanej bateryjnie pamięci RAM.

Następnie karta podlega procesowi konfigurowania, to jest przydzielenia zasobów. W tym celu rozszerzony BIOS systemu sprawdza, czy nie występuje konflikt adresowy karty, konflikt przerwań lub kanałów DMA. Rozstrzygnięcie konfliktu umożliwia włączenie karty do puli zasobów komputera, ewentualnie uruchomienie właściwego sterownika programowego.

Ponieważ nowe karty ISA będą musiały jeszcze przez długi okres współistnieć w tej samej szynie z dawnymi produktami, nie zawierającymi informacji o konfiguracji, w specyfikacji przewidziano rozszerzenia BIOS-u rozpoznające dawne karty, umożliwiające wydzielenie dla nich zasobów, a dopiero później zajmowanie się kartami zgodnymi z nową specyfikacją. Twórcy specyfikacji sądzą, że jednak w pewnych szczególnych przypadkach nie obejdzie się bez interwencji użytkownika, określającego z góry pewne parametry systemu.

Pierwsze konstrukcje

Firma Intel dostarczyła w lipcu br. pierwszych 50 zestawów sprzętowych, służących do testowania nowej technologii, narzędzia do projektowania rozszerzeń kart, zawierających informacje o zasobach karty, a także kompletną prostą kartę dźwiękową, wykonaną zgodnie ze specyfikacją.

Grupa robocza "ISA Plug and Play"

Firmy uczestniczące w pierwszych warsztatach "ISA Plug and Play" utworzyły grupę zainteresowań (Special Interest Group) wspieraną przez Microsoft i Intela. Ma ona na celu, oprócz promowania nowej technologii także przekazywanie doświadczeń z nowymi kartami, wymianę produktów programowych i zachęcanie producentów układów scalonych do wytwarzania zestawów, realizujących funkcje kontrolne karty.

Jaka przyszłość?

Wydaje się, że próba przewidzenia powodzenia nowej specyfikacji przypomina wróżenie z fusów. Trzeba jednak pamiętać, że stoją za nią zarówno największy producent mikroprocesorów, jak i największy producent oprogramowania dla nich. Szanse na powodzenie są więc duże.


TOP 200