841 Bild 10.35: Die Abmessungen und Kontakte einer PCMCIA-Karte 10.8.1 PCMCIA-Software-Interfaces Neben den elektrischen Funktionen (siehe folgendes Kapitel) hat das PCMCIA-Kon- sortium notwendigerweise ebenfalls Software-Technische Anforderungen spezifi- ziert. Jede PCMCIA-Karte verwendet einen Speicherbereich, der als Card Information Struc- ture (CIS) bezeichnet wird. Hier ist die Beschreibung ihrer Eigenschaften abgelegt. Wenn eine Karte in einen PCMCIA-Slot eingeschoben wird, wird sie zunächst als Speicherkarte initialisiert, und nach Abschluss des Vorgangs wird das RDY-BSY- Signal aktiviert, woraufhin das System die CIS der Karte liest und sie weiterhin entsprechend verwendet. Die CIS besteht aus Datenblöcken unterschiedlicher Länge, die als Tuples bezeich- net werden und jeweils maximal 255 Bytes an Informationen enthalten können. Mit PCMCIA Version 2.0 werden 21 Tuple-Codes, beispielsweise für Byteanordnungen, Prüfsummen, Spannungsbedarf (5 V oder 3,3 V) und Gerätetypen (I/O, SRAM usw.), festgelegt. Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 842 Auf der PC-Seite ist es die Aufgabe eines speicherresidenten Programms, das übli- cherweise nach dem Betriebssystem geladen wird, die Kommunikation zwischen PCMCIA-Karte und dem Betriebssystem und letztendlich der Applikation zu ermög- lichen. Soft-/Hardware Lokalisiert auf: Applikation PC Betriebssystem PC Treiber PC Card Services (CIS) PCMCIA-Karte Socket Services (BIOS) PCMCIA-Karte Interface Chip(s) PCMCIA-Karte Tabelle 10.28: Die Ebenen eines PCMCIA-Systems Ein Low-Level-Treiberprogramm (Socket Services), das im Prinzip dieselbe Aufgabe wie das BIOS eines üblichen PCs erfüllt, stellt die Verbindung zwischen dem Inter- face-Chip und dem Card Service (CIS) her. Wie man sich das Zusammenspiel der verschiedenen Software-Komponenten vorstellen kann, ist in der Tabelle 10.28 ge- zeigt. Ganz allgemein stellt sich die PCMCIA-Konfigurierung in der Praxis oftmals als ein Problem dar, was nicht zuletzt darin begründet ist, dass es verschiedene Datei- formate für PCMCIA-Speicherkarten gibt. Drei unterschiedliche Systeme sind hier anzutreffen: SCM-FFS von der Firma SMC, Non Block Devices von Microsoft und ATA von der Firma Sun Disk. Damit nicht genug, ist es auch mit der Kompatibilität nicht immer weit her und das Zusammenspiel der Socket Services mit den Card Services und die damit verbunde- ne Software-Technische PC-Anbindung kann funktionieren, muss aber nicht, was auch daran liegt, dass die verschiedenen I/O-Karten anders als die Speicherkarten arbeiten und dementsprechend auch abweichend davon zu installieren sind. Bild 10.36: Ab Windows 95 werden PCMCIA-Controller standardmäßig unterstützt 843 Erst bei den neueren PCMCIA- und Card-Bus-Einheiten hat sich die PCMCIA-Unter- stützung zum Besseren gewendet, was nicht zuletzt auch an Windows 95 liegt, das PCMCIA standardmäßig und auch einheitlich unterstützt. Unter DOS und Windows 3.x war PCMCIA oftmals nur unter großen Mühen (Treiber-Patches, BIOS-Updates) zum Laufen zu bringen. Bild 10.37: Nach der Installation findet sich im Gerätemanager ein PCMCIA-Controller und auch ein Flash-Disk-Laufwerk, das wie jedes PC-übliche zu verwenden ist, wenn eine PCMCIA- Speicherkarte eingelegt ist Bild 10.38: Der PCMCIA-Adapter aus dem Bild 10.34 ist installiert und unterstützt zwei Steckplätze Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 844 Bild 10.39: Selbst Real-Mode-Treiber für PCMCIA werden aus Gründen der Rückwärtskompatibilität von Windows 95 unterstützt, die jedoch nur in Ausnahmefällen (für alte PCMCIA-Kar- ten) notwendig sind Tatsächlich zeigt sich PCMCIA unter Windows 95 als erstes funktionierendes Plug&- Play-System und die PCMCIA-Karten können auch problemlos im laufenden Betrieb gewechselt werden; ein Neubooten zur Erkennung ist nicht notwendig. Die PCMCIA-Speicherkarten, beispielsweise aus einer Digitalkamera, werden unter Windows 9x wie ein gewöhnliches Laufwerk behandelt und lediglich bei einigen speziellen Karten (z.B. für Messdatenerfassung) tauchen mitunter noch Probleme auf, so dass man dann auf die (alten) Real-Mode-Treiber (vergl. Bild 10.39) aus- weichen muss. Bild 10.40: Auch Soundkarten gibt es als PCMCIA-Karten, wie hier ein Modell von der Firma Turtle Beach; während das Einstecken von PCMCIA-Speicherkarten während des Betriebes (meist) kein PC-Neubooten erfordert, ist dies bei PCMCIA-I/O-Karten – wozu eben Netzwerk- und Soundkarten gehören – problematischer, denn sie werden nicht immer korrekt in- itialisiert 845 10.8.2 Die PCMCIA-Signale PCMCIA arbeitet mit einer asynchronen 16-Bit-Schnittstelle im Slave-Modus. Der Datenbus ist 16 Bit breit, und mit den 26 Adressenleitungen lässt sich damit ein Bereich von maximal 64 Mbyte direkt adressieren. Für den Input-/Output-Modus ist die 8-Bit-Datenübertragung der Standard. Bei Speicherkarten werden die Signa- le für Ein-/Ausgabe-Funktionen (/IOR, /IOW, /INPACK, /IO16) nicht verwendet. Bild 10.41: Ein PCMCIA-Interface aus einem Notebook Die 68 Kontakte einer PCMCIA-Karte sind in zwei Reihen angeordnet und befinden sich immer an der schmaleren Stirnseite. Dünnere Karten können grundsätzlich auch in Einschubplätzen für dickere Karten verwendet werden. In der Tabelle sind die einzelnen Signale der PCMCIA-Schnittstelle angegeben, wobei mit E und A ge- kennzeichnet ist, ob die betreffende Leitung für die Karte als Eingangs- oder Aus- gangssignal wirkt. Kontakt Nr. Bezeichnung Richtung Signal/Funktion 1 GND – Masse 2 D3 E/A Datenbit 3 3 D4 E/A Datenbit 4 4 D5 E/A Datenbit 5 5 D6 E/A Datenbit 6 6 D7 E/A Datenbit 7 7 /CE1 E Karte aktivieren 1 Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 846 Fortsetzung der Tabelle: Kontakt Nr. Bezeichnung Richtung Signal/Funktion 8 A10 E Adressenbit 10 9 /OE E Ausgang aktivieren 10 A11 E Adressenbit 11 11 A9 E Adressenbit 9 12 A8 E Adressenbit 8 13 A13 E Adressenbit 13 14 A14 E Adressenbit 14 15 /WE-PGM E Schreiben-Programmieren 16 RDY-/BSY-IRQ A Bereit, belegt, Interrupt 17 Vcc E Versorgungsspannung 18 Vp1 E Programmierspannung 1 19 A16 E Adressenbit 16 20 A15 E Adressenbit 15 21 A12 E Adressenbit 12 22 A7 E Adressenbit 7 23 A6 E Adressenbit 6 24 A5 E Adressenbit 5 25 A4 E Adressenbit 4 26 A3 E Adressenbit 3 27 A2 E Adressenbit 2 28 A1 E Adressenbit 1 29 A0 E Adressenbit 0 30 D0 E/A Datenbit 0 31 D1 E/A Datenbit 1 32 D2 E/A Datenbit 2 33 WP-/IO16 A Schreibschutz, 16 Bit-I/O 34 GND – Masse Tabelle 10.29: Die Signale der PCMCIA-Schnittstelle: Seite A, Oberseite 847 Kontakt Nr. Bezeichnung Richtung Signal/Funktion 35 GND – Masse 36 /CD1 A Karte detektiert 1 37 D11 E Datenbit 11 38 D12 E Datenbit 12 39 D13 E Datenbit 13 40 D14 E Datenbit 14 41 D15 E Datenbit 15 42 /CE2 E Karte aktivieren 2 43 RFSH E Speicher auffrischen 44 /IOR E I/O-Port lesen 45 /IOW E I/O-Port schreiben 46 A17 E Adressenbit 17 47 A18 E Adressenbit 18 48 A19 E Adressenbit 19 49 A20 E Adressenbit 20 50 A21 E Adressenbit 21 51 Vcc E Versorgungsspannung 52 Vpp E Programmierspannung 2 53 A22 E Adressenbit 22 54 A23 E Adressenbit 23 55 A24 E Adressenbit 24 56 A25 E Adressenbit 25 57 RFU – Reserviert 58 RESET E Karte zurücksetzen 59 /WAIT A Buszyklus verlängern 60 /INPACK A Input-Port erkannt 61 /REG E Register- oder I/O-Zugriff 62 BVD2-/SPKR A Batteriespannung 1 detektiert oder di- gitaler Audio-Ausgang Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 848 Fortsetzung der Tabelle: Kontakt Nr. Bezeichnung Richtung Signal/Funktion 63 BVD1-/STSCHG A Batteriespannung 1 detektiert oder Kartenstatuswechsel 64 D8 E Datenbit 8 65 D9 E Datenbit 9 66 D10 E Datenbit 10 67 /CD2 A Karte detektiert 2 68 GND – Masse Tabelle 10.30: Die Signale der PCMCIA-Schnittstelle: Seite B, Unterseite 10.8.3 Der Card Bus Im November 94 wurde der PC-Card-Bus-Standard vorgestellt, der die PCMCIA-Ver- sion 2.0 und JEIDA 4.2 ersetzt. Entgegen der Bezeichnung handelt es sich jedoch nicht um ein Bussystem auf elektrischer, sondern auf logischer Ebene, d.h., auch hier gibt es nur eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem Adapter im PC und der Karte. Parameter PCMCIA Card Bus Schnittstelle 68 Pins 68 Pins Schnittstellentyp Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Punkt, asynchron, synchron, nur Slave Master/Slave Takt (maximal) asynchron 33 MHz Bandbreite 8-20 Mbyte/s 132 Mbyte/s Datenbusbreite 16 Bit 32 Bit Adressierung 26 Bit 32 Bit Spannung 5 V, 3,3 V 3,3 V Interruptkanäle einer einer Konfiguration über über Configuration Attribut- Space speicherbereich Karteninformation in der CIS im Configuration Space (Card Information Structure) Tabelle 10.31: Die wesentlichen Unterschiede zwischen PCMCIA und Card Bus 849 Als Spannungsversorgung sind für die Karten 3,3 V vorgeschrieben und auch das Busmastering (DMA) ist implementiert. Obwohl es sich bei dem Card Bus um eine völlig neue Architektur gegenüber PCMCIA handelt, wird hier der gleiche 68-polige Anschluss verwendet und die üblichen PCMCIA-Karten können auch in einem Card- Bus-Hostadapter eingesetzt werden. In der PC-Branche wird meist von PCMCIA-Karten gesprochen, auch wenn es sich dabei um Card-Bus-Typen handelt, die nicht in älteren Notebooks funktionieren! 10.8.4 Die Card-Bus-Signale Die Architektur des Card Bus ist sehr stark an den PCI-Bus (Kapitel 10.4) angelehnt und realisiert einen 32-Bit-Bus (logisch, elektrisch Punkt-zu-Punkt) mit einem maximalen Takt von 33 MHz. Einige Teile der Spezifikation wurden direkt aus der PCI-Spezifikation übernommen, wie die Definition des Configuration Space oder auch die Bezeichnung und Verwendung einzelner Bussignale (/CFRAME, /CCBE[3:0], /CTRDY). Entsprechend dem eingesetzten Kartentyp werden die Signalleitungen entweder in der PCMCIA- oder den Card-Bus-Modus umgeschaltet. Zur Erkennung dienen dabei die Signale /CCD2, /CCD1 und CV1, sowie CV2, die als Karten- und Spannungs- erkennungspins definiert sind. Jeder übliche Card-Bus-Zyklus wird wie bei PCI als Burst ausgeführt. Zur Veran- schaulichung der Analogie zu PCI ist im Bild 10.42 das Timing eines Card-Bus- Lesevorganges gezeigt. Wie ein Vergleich mit PCI zeigt, absolvieren PCI und der Card Bus diese Busoperation – wie im Prinzip auch alle anderen – auf die gleiche Art und Weise, so dass hier auf eine nähere Betrachtung des Card Bus verzichtet wird. Bild 10.42: Ein Card-Bus-Lesevorgan; der Card Bus arbeitet im Prinzip genauso wie der PCI-Bus Die folgenden Tabellen zeigen die einzelnen Card-Bus-Signale mit einer kurzen Beschreibung ihrer jeweiligen Funktion. Bussysteme Teil 5 · Interfaces und Peripherie 850 Kontakt Nr. Bezeichnung Signal/Funktion 1 GND Masse 2 CAD0 Adressen/Daten 0 3 CAD1 Adressen/Daten 1 4 CAD3 Adressen/Daten 3 5 CAD5 Adressen/Daten 5 6 CAD7 Adressen/Daten 7 7 /CCBE0 Befehl/Byte 0 8 CAD9 Adressen/Daten 9 9 CAD11 Adressen/Daten 11 10 CAD12 Adressen/Daten 12 11 CAD14 Adressen/Daten 14 12 /CCBE1 Befehl/Byte 1 13 CPAR Card Bus Parity 14 /CPERR Card Bus Parity Error 15 /CGNT Card Bus Grant 16 /CINT Card Bus IRQ 17 Vcc Versorgungsspannung 18 Vp1 Programmierspannung 1 19 CCLK Card-Bus-Takt 20 /CIRDY Card Bus Initiator bereit 21 /CCBE2 Befehl/Byte 2 22 CAD18 Adressen/Daten 18 23 CAD20 Adressen/Daten 20 24 CAD21 Adressen/Daten 21 25 CAD22 Adressen/Daten 22 26 CAD23 Adressen/Daten 23 27 CAD24 Adressen/Daten 24 28 CAD25 Adressen/Daten 25 29 CAD26 Adressen/Daten 26 [...]... beschrieben wird 11.1 Das CD-ROM-Funktionsprinzip Der Vorläufer der heute in PCs eingesetzten CD-ROM-Laufwerke ist der Compact Disc Player, der auf eine Entwicklung der Firma Philips zurückgeht Ein CD-Player ist Bestandteil (fast) jeder Stereoanlage und für die Wiedergabe von Audio-CDs vorgesehen Ein CD-ROM-Laufwerk in einem PC kann zwar ebenfalls als Audiowiedergabegerät verwendet werden, gleichwohl... CD-ROM und DVD-Laufwerke > Soundkarten > Foto- und Video-Verarbeitung – Scanner, Videokarten 6 Teil 6 · Multimedia 11 CD-ROM- und DVD-Laufwerke Ein CD-ROM-Laufwerk gehört zur üblichen Ausstattung eines PC Es gibt dabei eine Vielzahl verschiedener Modelle, die unterschiedliche Leistungen bieten, und wenn es nach den Herstellern dieser Laufwerke ginge, müsste man sich alle paar Monate ein neues Modell... 65 CAD30 Adressen/Daten 30 66 CAD31 Adressen/Daten 31 67 /CCD2 Kartenkennung 2 68 GND Masse Tabelle 10.33: Die Signale des Card Bus: Seite B, Unterseite Bild 10.43: Netzwerkkarten für Notebooks in der PCMCIA- und in der Card-Bus-Ausführung unterscheiden sich äußerlich nicht 852 Multimedia Der Begriff Multimedia ist mittlerweile – insbesondere von der Industrie – so stark strapaziert worden, dass er... 650 Mbyte (genauer 680 Mbyte, wenn 1 Kbyte als 1024 Byte angesehen werden) an Dateninformationen unterbringen, was die CD-ROM daher schnell zum adäquaten Speichermedium für die immer schneller wachsende PC- Software machte Ein CD-ROM-Laufwerk arbeitet mit einem optischen Leseverfahren, wofür ein Laser mit eigener Optik zum Einsatz kommt Eine CD-ROM wird im Werk mit Hilfe eines Spritz-Press-Verfahrens hergestellt . auf: Applikation PC Betriebssystem PC Treiber PC Card Services (CIS) PCMCIA-Karte Socket Services (BIOS) PCMCIA-Karte Interface Chip(s) PCMCIA-Karte Tabelle 10.28: Die Ebenen eines PCMCIA-Systems Ein. Gerätemanager ein PCMCIA-Controller und auch ein Flash-Disk-Laufwerk, das wie jedes PC- übliche zu verwenden ist, wenn eine PCMCIA- Speicherkarte eingelegt ist Bild 10.38: Der PCMCIA-Adapter aus. als PCMCIA-Karten, wie hier ein Modell von der Firma Turtle Beach; während das Einstecken von PCMCIA-Speicherkarten während des Betriebes (meist) kein PC- Neubooten erfordert, ist dies bei PCMCIA-I/O-Karten