PC Werkstatt Ausgabe 2000- P56 docx

Teil 5 · Interfaces und Peripherie 826 10.6.2 Die Signale des AGPs In der AGP-Terminologie ist, wie bei anderen Bussystemen auch, von einem Master und einem Target die Rede, wobei der Master dem Grafik-Controller auf der AGP- Karte und das Target der AGP-Logic auf dem Mainboard entspricht. Bild 10.25: Die Anordnung der AGP-Kontakte am Slotanschluss Das AGP-Protokoll kennt drei Übertragungsmodi, die mit 1x-, 2x- und 4x-Transfer- Mode bezeichnet und die alle mit 66-MHz-Taktrate durchgeführt werden. Der 1x-Modus entspricht funktionell einem PCI-Transfer, im 2x-Transfer-Mode wird demgegenüber die Datenrate durch einen Trigger auf beiden Flanken des Taktes verdoppelt und der 4x-Mode arbeitet mit differentiellen Strobes (AD, /AD), was zu einer vierfachen Übertragungsrate gegenüber dem 1x-Mode führt. Der AGP-4X-Modus ist erst bei neueren Mainboards nutzbar, die zumeist daran er- kennbar sind, dass sich im AGP-Slot kein Kodierungssteg befindet, denn AGP-4X setzt eine Spannung von 1,5 V voraus. Während es schon seit einiger Zeit AGP-Grafikkarten gibt, die den 4X-Modus unter- stützen, sind erst die neueren Chipsets (siehe ab Kapitel 6.12.5) dazu in der Lage und im BIOS-Setup sollte sich der jeweilige Modus einstellen lassen. 827 Slotblech Bauteilseite Lötseite Pin Nr. Signal Pin Nr. Signal B1 /OVRCNT A1 12 V B2 5 V A2 /TYPEDET B3 5 V A3 Reserviert B4 USB+ A4 USB- B5 GND A5 GND B6 /INTB A6 /INTA B7 CLK A7 /RST B8 /REQ A8 /GNT B9 Vcc3.3 A9 Vcc3.3 B10 ST0 A10 ST1 B11 ST2 A11 Reserviert B12 /RBF A12 /PIPE B13 GND A13 GND B14 Reserviert A14 /WBF B15 SBA0 A15 SBA1 B16 Vcc3.3 A16 Vcc3.3 B17 SBA2 A17 SBA3 B18 SB_STB A18 /SB_STB B19 GND A19 GND B20 SBA4 A20 SBA5 B21 SBA6 A21 SBA7 B22 Reserviert A22 Reserviert B23 GND A23 GND B24 Reserviert A24 Reserviert B25 Vcc3.3 A25 Vcc3.3 B26 AD31 A26 AD30 Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 828 Fortsetzung der Tabelle: Bauteilseite Lötseite Pin Nr. Signal Pin Nr. Signal B27 AD29 A27 AD28 B28 Vcc3.3 A28 Vcc3.3 B29 AD27 A29 AD26 B30 AD25 A30 AD24 B31 GND A31 GND B32 AD_STB1 A32 AD_STB1 B33 AD23 A33 C-/BE3 B34 Vddq A34 Vddq B35 AD21 A35 AD22 B36 AD19 A36 AD20 B37 GND A37 GND B38 AD17 A38 AD18 B39 C-/BE2 A39 AD16 B40 Vddq A40 Vddq B41 /IRDY A41 /FRAME B42 Reserviert A42 Reserviert B43 GND A43 GND B44 Reserviert A44 Reserviert B45 Vcc3.3 A45 Vcc3.3 B46 /DEVSEL A46 /TRDY B47 Vddq A47 /STOP B48 /PERR A48 /PME B49 GND A49 GND B50 /SERR A50 PAR B51 C-/BE1 A51 AD15 B52 Vddq A52 Vddq 829 Fortsetzung der Tabelle: Bauteilseite Lötseite Pin Nr. Signal Pin Nr. Signal B53 AD14 A53 AD13 B54 AD12 A54 AD11 B55 GND A55 GND B56 AD10 A56 AD9 B57 AD8 A57 C-/BE0 B58 Vddq A58 Vddq B59 AD_STB0 A59 /AD_STB0 B60 AD7 A60 AD6 B61 GND A61 GND B62 AD5 A62 AD4 B63 AD3 A63 AD2 B64 Vddq A64 Vddq B65 AD1 A65 AD0 B66 Reserviert A66 Reserviert Tabelle 10.24: Die Signale am AGP-Slot Die folgende Beschreibung sieht die Signale aus der Warte des AGP-Masters und es werden nur die neuen AGP-Signale und nicht diejenigen, die bereits vom PCI-Bus her bekannt sind, erläutert. >> >> > AD0-AD31, Pin Nr. A65, B65, A63, B63, A62, B62, A60, B60, B57, A56, B56, A54, B54, A53, B53, A51, A39, A38, A36, B36, A35, B35, A30, B30, A29, B29, A27, B27, A26, B26, Eingänge/Ausgänge Der gemultiplexte 32-Bit-Adressen/Datenbus des AGPs. >> >> > AD_STB0, Pin Nr. B59, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 0, Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[15:00]. >> >> > /AD_STB0, Pin Nr. A59, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 0, komplementäres Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[15:00] und Taktsignal für den 4x-Transfer-Mode. >> >> > AD_STB1, Pin Nr. B32, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 1, Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[31:16]. >> >> > /AD_STB1, Pin Nr. A32, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 1, komplementäres Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[31:16] und Taktsignal für den 4x-Transfer-Mode. Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 830 >> >> > CLK, Pin Nr. B7, Ausgang Allgemeines Taktsignal (66 MMz) für den AGP und die PCI-Signale. >> >> > GND, Pin Nr. A5, B5, A13, B13, A19, B19, A23, B23, A31, B31, A37, B37, A43, B43, A49, B49, A55, B55, A61, B61, Eingänge Ground, die Masseleitungen. >> >> > /OVRCNT, B1, Ausgang USB Overcurrent ist ein Meldesignal, das Low wird, wenn mehr als der zulässige Strom vom Monitor über die 5 V aufgenommen wird. Der maximale Wert ist nicht vorgeschrieben und AGP-Karten, die den Monitor nicht speisen, legen dieses Signal über einen Pull-Up-Widerstand an Vddq. >> >> > /PIPE, Pin Nr. A12, Eingang Pipelined Request zur Unterscheidung zwischen einem PCI- und einem AGP- Zyklus. Das Signal wird vom AGP-Master bedient. >> >> > PME, Pin Nr. A48 Power Management wird nicht direkt vom AGP-Protokoll, sondern nur dann für das AGP-Device verwendet, wenn es (auch) einem PCI-Target entspricht. Bin- dend ist hierfür das Power-Management der PCI-Bus-Spezifikation. >> >> > /RBF, Pin Nr. B12, Eingang Read Buffer Full, das Signal kennzeichnet, ob der Master für weitere Read- Daten (Low Priority) bereit ist. /RBF wird vom AGP-Target bedient. >> >> > Reserviert, Pin Nr. A3, A11, B14, A22, B22, A24, B24, A42, B42, A44, B44, A66, B66 Diese Anschlüsse werden laut der AGP-Spezifikation (2.0 vom Dezember 1997) nicht verwendet. >> >> > SBA[7:0], Pin Nr. A21, B21, A21, B21, A20, B20, A17, B17, A15, B15, Eingänge SideBand Address Port, Adressen- und Kommandobus vom Target zum Master (Grafik-Chip). Die Verwendung des SBA-Ports ist in der Spezifikation nicht zwingend vorgeschrieben und die AGP-Kommandos können alternativ auch über den Datenbus gesendet werden, was mit Hilfe der C-/BE[3:0]-Signale erfolgt. 831 C-/BE3 C-/BE2 C-/BE2 C-/BE0 AGP-Kommando 00 00Read 0 0 0 1 Read (High Priority) 0 0 1 0 Reserviert 0 0 1 1 Reserviert 0 1 0 0 Write 0 1 0 1 Write (High Priority) 0 1 1 0 Reserviert 0 1 1 1 Reserviert 1 0 0 0 Long Read 1 0 0 1 Long Read (High Priority) 1 0 1 0 Flush (Abschluss der High Priority Writes) 1 0 1 1 Reserviert 1 1 0 0 Fence (Verhindern von vorgezogenen Reads) 1 1 0 1 Reserviert 1 1 1 0 Reserviert 1 1 1 1 Reserviert Tabelle 10.25: Die Bedeutung der AGP-Kommandos >> >> > SB_STB, Pin Nr. B18, Eingang SideBand Strobe, +Taktsignal für den SBA-Bus, wird vom AGP-Master bedient. >> >> > /SB_STB, Pin Nr. A18, Eingang SideBand Strobe, -Taktsignal für den SBA-Bus (Kommando-Bus) und notwendig beim 4x-Transfer, wird vom AGP-Master bedient. >> >> > ST[2:0], Pin Nr. B11, A10, B10, Ausgänge Status Bus, sendet Informationen vom Arbiter (Chip für die Buszuteilung auf dem Mainboard) zum AGP-Master. Die Signale sind nur dann gültig, wenn / GNT (PCI-Signal) aktiv ist. Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 832 ST2 ST1 ST0 Bedeutung/Funktion 0 0 0 Der angeforderte Low-Priority-Read oder Flush wird zum Master zurückgegeben 0 0 1 Der angeforderte High-Priority-Read wird zum Master zu- rückgegeben 0 1 0 Der Master wird Low-Priority-Write-Daten senden 0 1 1 Der Master wird High-Priority-Write-Daten senden 1 0 0 Reserviert, bisher nicht verwendet 1 0 1 Reserviert, bisher nicht verwendet 1 1 0 Reserviert, bisher nicht verwendet 1 1 1 Signalisiert, dass der Master die Berechtigung für eine Bus- Übertragung gegeben hat Tabelle 10.26: Die AGP-Statusmeldungen >> >> > /TYPEDET, Pin Nr. A2, Ausgang Type Detect signalisiert, ob das I/O-Interface der AGP-Karte mit 1,5 V oder 3,3 V arbeitet. Der Pegel an den Vddq-Anschlüssen bestimmt die jeweilige In- terface-Spannung. Eine AGP-Karte kann entweder für 1,5 V oder 3,3 V vorgese- hen sein, wobei entsprechende Keys in den Slot eingearbeitet sind, damit kei- ne Vertauschungsmöglichkeit gegeben ist. Der AGP-4X-Modus setzt jedoch 1,5 V voraus. >> >> > USB+, Pin Nr. B4, Eingang/Ausgang Positives Daten-Differenzsignal des Universal Serial Bus (USB), der optional für AGP zur Kommunikation mit dem Monitor implementiert werden kann. >> >> > USB-, Pin Nr. A4, Eingang/Ausgang Negatives Daten-Differenzsignal des Universal Serial Bus. >> >> > Vcc3.3, Pin Nr. A9, B9, A16, B16, A25, B25, A45, B45, Eingänge Die Versorgungsspannung für die AGP-Karte, wobei diese Pins bei zukünftigen AGP-Karten auch 1,5 V führen können. >> >> > Vddq, Pin Nr. A34, B34, A40, B40, A52, B52, A58, B58, A64, B64, Eingänge Der Pegel an den Vddq-Anschlüssen bestimmt die jeweilige Interface-Spannung, die 3,3 V oder (zukünftig) 1,5 V beträgt. >> >> > /WBF, Pin Nr. A14, Eingang Write Buffer Full, das Signal kennzeichnet, ob der Master für weitere Write- Daten bereit (Fast Write) ist. /WBF wird vom AGP-Target bedient. 833 Bild 10.26: Zum Vergleich: Oben der Anschluss einer AGP- (2X-Mode) und unten der einer PCI- Grafikkarte 10.6.3 AGP-Problemfälle und AGP-Pro Bei der Montage einer AGP-Grafikkarte ist auf eine gute Befestigung derselben zu achten, da sie recht leicht aus dem Slot herausrutschen kann (Transportschaden?) und der Bildschirm im günstigsten Fall einfach nur schwarz bleibt, im ungünstigen Fall ist die Grafikkarte und/oder das Mainboard danach defekt. Einige Hersteller verwenden daher zur Halterung eine zusätzliche Klammer. Eine AGP-Grafikkarte verlangt – im Gegensatz zu einer PCI-Karte – stets auch einen Interrupt-Kanal (IRQ), der im BIOS-Setup hierfür zu reservieren ist. Doch selbst einige Mainboards aus dem Jahre 1998 sehen in ihrem PNP/PCI-Configuration- Setup überhaupt keine derartige IRQ-Zuweisung vor, so dass nur die Hoffnung bleibt, dass es für derartige BIOS-Versionen ein Update gibt. Entsprechendes gilt für die Einschaltung der optimalen Betriebsart (1x, 2x, 4x), die ebenfalls nicht immer korrekt einzustellen ist. Nähere Informationen zum BIOS-Setup für die AGP- Grafik findet sich im Kapitel Der Setup des PC. Bild 10.27: Die Einstellungen einer AGP-Grafikkarte der Firma ATI unter Windows 98, die für ihre einwandfreie Funktion auch einen Interrupt-Kanal (hier IRQ 11) benötigt Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 834 Des Öfteren gibt es Probleme mit der Stromaufnahme von AGP-Karten, denn sie können – je nach Typ – über 6 A aufnehmen, was zu Systemabstürzen oder auch zum »Abrauchen« des 3,3 V-Spannungsreglers führen kann. Die AGP-Spezifikation wurde daher erweitert, um den Herstellern neue verbindliche Werte vorzugeben und um somit auch AGP-Grafikkarten der neuesten Generation, die offensichtlich immer mehr Strom aufnehmen als die der vorherigen, verwenden zu können. Der AGP-Slot wurde hierfür (an beiden Enden) um insgesamt 48 Kontakte erwei- tert. 16 Kontakte sind für eine zusätzliche 3,3-V- (6 sind Massesignale) vorgesehen und 24 nunmehr für eine 12-V-Versorgung (12 sind Massesignale), die bis zu 9 A zur Verfügung stellen kann. Die restlichen neuen Signale dienen der Kartendetektierung und einige werden davon noch nicht verwendet (reserviert). Demnach werden in Zukunft noch leistungsfähigere ATX-Netzteile benötigt und von leisen und stromsparenden PCs ist man wohl weiter entfernt als je zuvor. Dazu trägt auch der Umstand bei, dass der Grafikchip der »hochgetakteten« AGP- Grafikkarten extrem heiß werden kann und dann ein Lüfter für die notwendige Kühlung sorgen muss. Leider wird dieser Lüfter nicht bei allen Modellen – bei denen es eigentlich nötig wäre – von den Herstellern montiert und die Grafikkarte zeigt dann nach einiger Betriebszeit Ausfälle. In solch einem Fall sollte unbedingt nachträglich ein Lüfter montiert werden und die Millenium G400 von Matrox, die eine dieser »Kandidaten« ist, läuft dann auch stabil. Bild 10.28: Nicht alle AGP-Grafikkarten, wie diese der Firma Gigabyte, verwendet zur Kühlung des Grafikchips auch einen Lüfter 835 10.7 Der Universal Serial Bus Der Universal Serial Bus (USB) ist angetreten, um die Vielzahl der unterschiedli- chen Anschlüsse (Maus, Tastatur, Scanner, Fax), wie sie bei PCs üblich sind, zu vereinheitlichen. Dementsprechend werden auch Geräte benötigt, die über ein USB- Interface verfügen. Seit Ende des Jahres 1995 verfügen viele Mainboards bereits standardmäßig über einen USB-Anschluss, der aber leider nicht immer komplett (verdrahtet) ist. Auf dem Mainboard ist dann lediglich ein Pfostenstecker vorhanden und das not- wendige Adapterkabel – zur Gehäuserückwand bzw. zum Slotblech – wird nicht mitgeliefert, obwohl in der Werbung des betreffenden PCs vom USB die Rede ist. Neben dem zusätzlich zu erwerbenden Kabel ist meist auch noch eine kleine Adap- terplatine mit einem Hub (Sternverteiler, siehe weiter unten) notwendig und mit- unter sind beide Elemente auch direkt miteinander kombiniert. Besser sieht es bei ATX-Boards aus, denn hier befinden sich die USB-Buchsen – nebst Hub – direkt auf dem Mainboard und der PC-Hersteller hat keine Möglich- keit, die richtigen Anschlüsse zu vergessen. Nach anfänglichen Startschwierigkeiten gibt es mittlerweile eine Fülle von USB- Geräten wie Tastaturen, Mäuse, Scanner, Drucker, Fax/Modem, Lautsprecher und verschiedene Laufwerke (z.B. CD-ROM, ZIP, LS-120), wobei sich jedoch performance- technisch gesehen keine Verbesserung gegenüber den »alten« Schnittstellen er- gibt. Der USB scheint zur Zeit nur für langsame Einheiten wie Tastatur oder Maus geeig- net zu sein, wobei es beim Einsatz dieser USB-Geräte immer noch Probleme gibt, was von unsinnigen (erst mit einer üblichen Tastatur booten u.Ä.) oder auch fehlerhaf- ten BIOS-Eigenschaften bis zu mangelhafter Betriebssystemunterstützung (nur Win- dows 98 kommt damit zurecht) reicht. Der USB ist auch für die Übertragung von Audio- und (komprimierten) MPEG 2- Daten vorgesehen; die maximale Datenübertragungsrate beträgt allerdings zur Zeit nur 12 Mbit/s, und falls man ein USB-Lautsprechersystem (z.B. von Philips) und noch weitere Geräte wie einen USB-Scanner oder eine USB-Kamera betreibt, kann der Datenfluss bereits merklich ins Stocken geraten. Bild 10.29: Der USB (Useless Serial Bus?) soll die Anzahl der notwendigen Schnittstellen reduzie- ren; aber auch bei aktuellen PCs sieht es immer noch so aus, als wenn er gar nichts ersetzt, sondern nur die Anzahl der Schnittstellen erhöht Bussysteme [...]... erhältlich Der Card Bus ist die Weiterentwicklung der PCMCIA-Schnittstelle und fast alle neueren Notebooks besitzen hierfür einen entsprechenden Steckplatz Auf den Card Bus und seine Erweiterungen gegenüber PCMCIA wird im Kapitel 10.8.3 noch genau eingegangen, denn er ist abwärtskompatibel zu PCMCIA PCMCIA-Interfaces sind auch als Einsteckkarten für Standard-PCs oder als externe Box für die Centronics-Schnittstelle... einem Arbeitsplatz -PC ermöglicht Prinzipiell soll das Einsetzen und Entfernen von PCMCIA-Karten auch im laufenden PC- Betrieb zu keinen Systemschwierigkeiten führen Das ist in der Praxis jedoch nicht immer gegeben, so dass man hier genau auf die Herstellerangaben zur betreffenden Karte (Speicher-, Modem-, Messkarte) achten sollte 839 Teil 5 · Interfaces und Peripherie Bild 10.34: Ein PCMCIA-Einbaukit... Intel, sondern von Apple 10.8 PCMCIA und Card Bus Seit dem Jahre 1989 werden Speicherkarten für mobile Computer angeboten, die unter der Bezeichnung PCMCIA firmieren, was für Personal Computer Memory Card International Association steht Speicherkarten sind zwar immer noch die hauptsächliche Anwendung, doch mittlerweile sind auch Fax/Modem-, ISDN-Karten, Festplatten und andere PCMCIA-Geräte erhältlich Der... Anschluss-Stecker und eine einheitliche Größe für PCMCIA-Karten definiert Es gibt sie in drei verschiedenen Dicken, die indirekt ihre Anwendungsmöglichkeiten bestimmen PCMCIA-Typ Dicke Anwendung Beispiele 1 3,3 mm Speicherkarten RAM, SRAM, Flash, EEPROM 2 5 mm I/O-Karten Sound, Modem, ISDN, Netzwerk 3 10,5 mm Laufwerke Festplatte, Wechselplatte Tabelle 10.27: Die verschiedenen PCMCIA-Kartentypen und ihre Anwendungen... sind Jede USB-Einheit erhält eine eigene Adresse, wovon maximal 127 möglich sind, die vom USB-Host nach dem Einschalten des Systems automatisch zugewiesen wird Der USB-Host befindet sich bei PCs meist innerhalb der PCI/ISA-Bridge (ab PIIX3) Ein externer USB-Controller ist der Intel 82930A, der auf einem MCS251Mikrocontroller – einer Weiterentwicklung des bekannten 8051 – basiert und in zahlreichen USB-Geräten... betragen, so dass einige Geräte eine eigene Stromversorgung benötigen Das betrifft jedoch nicht Standardgeräte wie eine Tastatur und eine Maus, da diese auch bei den konventionellen Anschlüssen von dem PC selbst mit der nötigen Betriebsspannung versorgt werden Bild 10.30: Das Kabel für den Universal Serial Bus führt vier Leitungen; mit Hilfe der beiden Signalleitungen wird eine differentielle Datenübertragung... auf die Herstellerangaben zur betreffenden Karte (Speicher-, Modem-, Messkarte) achten sollte 839 Teil 5 · Interfaces und Peripherie Bild 10.34: Ein PCMCIA-Einbaukit bestehend aus Interface-Karte und PCMCIA-Slot Speicherkarten mit unterschiedlichen Karten- und Steckergrößen nach dem JEIDAStandard (Japan Electronics Industry Development Association) sind bereits seit dem Jahre 1985 verfügbar Eine Weiterentwicklung... Strang-Sternstruktur ausgelegt; gesteuert wird er von einem Host (auf dem Mainboard) und die einzelnen Geräte werden als Nodes bezeichnet Alle Aktivitäten gehen stets vom Host aus, der sich gegenüber der CPU des PC als Interrupt-fähig darstellt und typischerweise den IRQ 11 verwendet Es findet ein Polling-Betrieb statt und kein USB-Gerät kann von sich aus einen Transfer initiieren Aus diesem Grunde und damit die . Erweiterungen gegenüber PCMCIA wird im Kapitel 10.8.3 noch genau eingegangen, denn er ist abwärtskompatibel zu PCMCIA. PCMCIA-Interfaces sind auch als Einsteckkarten für Standard-PCs oder als externe Box. zwischen einem mobilen und einem Arbeitsplatz -PC ermöglicht. Prinzipiell soll das Einset- zen und Entfernen von PCMCIA-Karten auch im laufenden PC- Betrieb zu keinen Systemschwierigkeiten führen Einschalten des Systems automatisch zugewiesen wird. Der USB-Host befindet sich bei PCs meist innerhalb der PCI/ISA-Bridge (ab PIIX3). Ein externer USB-Controller ist der Intel 82930A, der auf