Kapitel 7 · Bussysteme, Plug&Play und Onboard Devices 291 Tabelle 7.10 zeigt die Verwendung der 24 Interrupts, wie sie über die Redirection-Tabelle (Umleitung) verwendet werden sollten, denn auch hier können die Hersteller durchaus andere Zuordnungen (siehe Bild 7.34) treffen, was sich in der Praxis jedoch nicht als Problem darstellt. Die IRQs 0-15 können prinzipiell, wie bisher üblich, im alten 8259-Mode ein - gesetzt werden; teilweise sind sie jedoch auch als SERIRQ und für die damit verbundenen PCI-Messages vorgesehen. APIC-IRQ Verbindung Funktion/Typ 0 IRQ0 Kaskadierung, 8259-Kompatibilität 1 IRQ1 SERIRQ, PCI-Message 2 IRQ2 Timer/Counter 3 IRQ3 SERIRQ, PCI-Message 4 IRQ4 SERIRQ, PCI-Message 5 IRQ5 SERIRQ, PCI-Message 6 IRQ6 SERIRQ, PCI-Message 7 IRQ7 SERIRQ, PCI-Message 8 IRQ8 Echtzeituhr 9 IRQ9 SERIRQ, PCI-Message 10 IRQ10 SERIRQ, PCI-Message 11 IRQ11 SERIRQ, PCI-Message 12 IRQ12 SERIRQ, PCI-Message 13 IRQ13 Floating Point Error 14 IRQ14 SERIRQ, PCI-Message, IDE 15 IRQ15 SERIRQ, PCI-Message, IDE 16 INTA PCI Interrupt A 17 INTB PCI Interrupt B, AC97, SMB 18 INTC PCI Interrupt C 19 INTD PCI Interrupt D, USB1 20 INTE, GPIO PCI Interrupt E, LAN, universell 21 INTF, GPIO PCI Interrupt F, universell Tab. 7.10: Die Verwendung der Interrupts im APIC-Modus Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Onboard Devices, Integrated Peripherals 292 0 magnum Der serielle Interrupt-Mechanismus (SERIRQ) wird durch eine Wired- OR-Verknüpfung der Einheiten realisiert, arbeitet synchron zum PCI- Bustakt und erlaubt die Verarbeitung von 21 Anforderungen (Requests), die daraufhin über definierte PCI-Messages verarbeitet werden. Welche Einheit welchen IRQ belegt, spielt somit keine Rolle, und es ist eine – je nach PC-Ausstattung – flexible Zuordnungsmöglichkeit gegeben. Die IRQs 0, 2, 8, 13 sowie die PCI-Interrupts 16-9 (INTA-INTD) sind nicht für den SERIRQ nutzbar, sondern (wie bisher auch) den jeweiligen Einheiten fest zugeordnet, was ebenfalls auf die IRQs 14 und 15 zutrifft, die für die beiden IDE-Kanäle reserviert sind. Falls die IDE-Interfaces nicht zum Einsatz kommen, lassen sich diese beiden IRQs jedoch eben - falls für den seriellen Interrupt-Mechanismus verwenden. Die PCI-Inter- rupts 16-19 (INTA-INTD) sind den PCI-Einheiten vorbehalten, und in Tabelle 7.10 sind einige Onboard-Einheiten mit angegeben, die diese Kanäle typischerweise nutzen (sollten). Die Interrupts 20-23 sind als universell zu verwendende PCI-Interrupts (GPIO = Generell Purpose Input Output) vorgesehen, und es hängt vom Mainboard-Design ab, welche Einheiten hiermit umzugehen haben. Intel und AMD unterbreiten beim IOCH2, IOCH4 bzw. beim Chipset AMD 760 (768 Southbridge) verschiedene Vorschläge, wie dies auszusehen hat. Gemein ist diesen Interrupts jedoch, dass sie nicht dem seriellen Interrupt-Mechanismus unterliegen, sondern für bestimmte Einheiten zu reservieren sind, was bisher jedoch kein allgemeiner Standard ist und daher auch unterschiedlich gehandhabt wird. 7.7 Onboard Devices, Integrated Peripherals Ab den PCI-Mainboards ist es üblich, dass sich zahlreiche Einheiten, die früher über Einsteckkarten im System integriert wurden, gleich mit auf dem Mainboard befinden. Zu diesen Onboard Devices, die in einigen Setups auch unter Integrated Peripherals firmieren, gehören die folgen - den typischen Einheiten: Floppy Disk Controller: Diskettenlaufwerk-Controller für den An- schluss von zwei Diskettenlaufwerken an eine 34-polige Steckerleiste auf dem Mainboard. IDE Controller: Controller für Festplatten und ATAPI-Einheiten, wie CD-ROM- oder ZIP-Laufwerk. Das Mainboard verfügt in der Regel über zwei Ports (40-polige Steckerleisten), wobei jeweils ein Gerät als Master und eines als Slave per Jumper zu konfigurieren ist. 22 INTG, GPIO PCI Interrupt G, universell 23 INTH, GPIO PCI Interrupt H, USB2, universell APIC-IRQ Verbindung Funktion/Typ Tab. 7.10: Die Verwendung der Interrupts im APIC-Modus (Forts.) Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Kapitel 7 · Bussysteme, Plug&Play und Onboard Devices 293 Parallel Port: Schnittstelle an der PC-Rückseite für Drucker, Scanner und andere Einheiten mit paralleler Schnittstelle. Sie ist als 25-polige DSUB-Buchse ausgeführt. Serial Ports: zwei serielle Schnittstellen für Maus, Modem und andere serielle Einheiten. Sie sind an der PC-Rückseite als 9-poliger Stecker ausgeführt. USB Controller: Controller für den Universal Serial Bus zum Anschluss von USB-Geräten wie Maus, Scanner oder auch Modem. Es handelt sich um einen 4-poligen Anschluss an der PC-Rückseite und möglicherweise auch an der Frontplatte sowie zusätzlich auf dem Mainboard als Steckerleiste für die Verbindung mit einem USB- Anschluss an einem (zusätzlichen) Slotblech. In Kapitel 3 sind die grundlegenden Dinge für die beiden ersten Controller (FDC, IDE) der Liste erläutert. Aufgrund der zahlreichen Optionen für den IDE-Controller wird hierauf noch gesondert in Teil 3 (Laufwerke konfigurieren) eingegangen. Bis auf den USB-Controller verwenden alle anderen Onboard-Einheiten klassische ISA-Ressourcen, wie es im vorhe - rigen Kapitel erläutert ist. Bei etwas älteren Mainboards kann auch der USB-Controller ebenfalls einen ISA-IRQ belegen (häufig Kanal 9 oder 11). Bei allen Setup-Einträgen für Onboard-Komponenten empfiehlt es sich, generell nur diejenigen einzuschalten, die auch tatsächlich verwendet werden sollen, da andernfalls unnötigerweise Ressourcen (E/A-Adressen, Interrupt- und auch DMA-Kanäle) belegt werden, die man womöglich anderweitig benötigt. Die Möglichkeit des Abschaltens einzelner Einheiten ist außerdem ganz nützlich, damit im Fehlerfall nicht gleich ein neues Mainboard nötig ist, sondern die fehlerhafte Komponente im BIOS-Setup abgeschaltet und dann per extra Einsteckkarte ersetzt werden kann. Diese Funktion ist jedoch nicht bei allen Mainboards bzw. BIOS-Versionen gegeben, und in einigen Fällen (meist älteren PCs) muss auf dem Mainboard dafür noch ein entsprechender Jumper umgesteckt werden. Mitunter finden sich auf den Setup-Seiten für Onboard Devices derart viele Einträge, dass diese nicht alle gleichzeitig auf einer Bildschirmseite abgebildet werden können. In diesem Fall muss die Seite anhand der Optionen heruntergeblättert werden. Oftmals treten dadurch bislang vermisste Einträge (Sound, LAN) zutage. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Onboard Devices, Integrated Peripherals 294 0 magnum 7.7.1 Parallel-Port Standardmäßig dient der Parallel- oder LPT- oder auch Centronics-Port zur Steuerung eines Druckers. Die Bezeichnung Centronics stammt vom gleichnamigen Druckerhersteller, der diese Schnittstelle in den Achtziger - jahren entwickelt hat. Sie funktionierte ursprünglich nur in einer Rich- tung (unidirektional), und zwar vom PC zum Drucker. 1994 wurden unter der Bezeichnung IEEE1284 eine Reihe verschiedener Betriebsarten für die parallele Schnittstelle in dieser Norm verbindlich definiert, die die alte Centronics-Implementierung abwärtskompatibel erweitern. Auf den Mainboards ist der Chip für den Parallel-Port mit anderen Schaltungsele - Bild 7.36: Einstellungen für die Onboard-Einheiten finden sich entweder – wie hier – auf einer extra Seite, im Chipset Feature Setup oder unter »Advanced«. Bild 7.37: Auf der PC-Rückseite finden sich hier ein Parallel-Port (½), zwei USB- Anschlüsse (æ) und zwei serielle Ports. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Kapitel 7 · Bussysteme, Plug&Play und Onboard Devices 295 menten (serielle Ports, Floppy-Port, IrDa) in einem Baustein (z.B. PC87307) zusammengefasst, der auch als Super IO-Controller bezeich - net wird und prinzipiell eine Ergänzung zur Southbridge (z.B. PIIX4) des Chipsets darstellt. Falls das BIOS des PC die IEEE1284-Erweiterungen unterstützt, finden sich im Setup in der Regel die folgenden Einstellungsmöglichkeiten: Compatible Mode: definiert zur Rückwärtskompatibilität den (alten) unidirektionalen Mode (Centronics), wird auch als SPP (Standard Parallel Port) oder Normal Mode bezeichnet. Mitunter wird der Ein - trag für diesen Mode auch mit Output Only bezeichnet. Nibble Mode: definiert die Mindestanforderung an die parallele Schnittstelle. Die Datenübertragung erfolgt Nibble-weise, d.h. in vier Bit-Breite. Die Option ist in einigen BIOS-Versionen nicht explizit angegeben, aber dennoch nutzbar, wenn SPP eingestellt ist. Byte Mode: bidirektionaler Centronics-Mode in acht Bit-Breite, der auch als Bi-directional bezeichnet wird. Extended Parallel Port (EPP): bidirektionale Übertragung von Daten und auch Adressen für maximal 256 Einheiten. Enhanced Capability Mode (ECP): im Prinzip wie EPP, aber mit Datenkomprimierung, FIFO und Kommandozyklen. Die erweiterten Funktionen der parallelen Schnittstelle sind für den Anwender nicht immer leicht zu durchschauen, da hier die unterschied - lichsten Vorstellungen der verschiedenen Hersteller wie Microsoft und auch Intel eingeflossen sind. Die wichtigste Neuerung gegenüber der Centronics-Schnittstelle ist zunächst, dass sie bidirektional ausgeführt ist, also in beiden Richtungen funktioniert, wie es beispielsweise für einen Scanner notwendig ist, der hier angeschlossen werden soll. Bild 7.38: Die Festlegung der Betriebsart für die Parallel-Schnittstelle erfolgt bei dieser AMI-BIOS-Version über Advanced Peripheral Configuration. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Onboard Devices, Integrated Peripherals 296 0 magnum Idealerweise ist im Handbuch zur Peripherie angegeben, welche Betriebs- art jeweils notwendig ist, was aber leider nicht immer der Fall ist. Bewährt hat sich die Einstellung EPP+ECP, mit der die unterschiedlichsten Geräte klarkommen sollten. Im einfachsten oder auch im Problemfall wird dieser Punkt auf Normal (SPP bzw. Compatible Mode) geschaltet, womit zumindest alle Drucker unidirektional anzusprechen sind, was eigentlich immer funktioniert. Anschließend kann man sich an eine andere Einstel - lung (EPP und/oder ECP) wagen, die demgegenüber eine höhere Daten- übertragungsrate bietet. Bei der Verbindung von mehreren Geräten und einem Parallel-Port kommt es durchaus vor, dass kein Gerät mehr richtig funktioniert. Wird beispielsweise ein paralleles ZIP-Laufwerk an den Parallel-Port ange - schlossen, ist der Drucker mit dem ZIP-Laufwerk zu verbinden, was bedeutet, dass die Signale des Parallel-Ports durch das ZIP-Laufwerk hin - durchgeschleift werden. Dies vertragen z.B. einige Drucker der Firma Hewlett-Packard nicht und verweigern daraufhin ihren Dienst. Bei einem Scanner und einem Drucker am Parallel-Port kann dies eben- falls passieren. In diesem Fall muss ein Modus gefunden werden, bei dem alle angeschlossenen Geräte funktionieren, was gewissermaßen den kleinsten gemeinsamen Nenner darstellt, der beim BIOS-Setup erstaunli - cherweise vielfach im SPP-Mode liegt. Unter der entsprechenden Win- dows-Version sind anschließend die Optimierungen – wie z.B. die Mode- Umschaltung – wie zuvor beim ZIP-Laufwerk durchzuführen. Bild 7.39: Alle Onboard Devices werden hier auf einer Seite konfiguriert, die »herun- terzublättern« ist. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Kapitel 7 · Bussysteme, Plug&Play und Onboard Devices 297 Bei einigen BIOS-Versionen ist außerdem die Festlegung der I/O-Basis- Adresse und des zu verwendenden Interrupts für den Parallel-Port mög - lich, wobei eigentlich kaum ein Grund dafür besteht, die standardisierte Voreinstellung von 378h und IRQ 7 zu verändern, es sei denn, irgendeine andere Einheit (z.B. Sound-Karte, spezielle Messkarte) besteht auf diese Ressourcen und bietet keine Möglichkeit einer hiervon abweichenden Einstellung. 7.7.2 Serielle Schnittstellen – Serial Ports Ein typischer PC besitzt zwei serielle Schnittstellen, die auch als COM- Ports bezeichnet werden. Wie die anderen Onboard-Optionen sind diese Einheiten im BIOS-Setup bei Nichtbedarf abschaltbar (Disabled), und wie beim Parallel-Port lassen sich auch hier die jeweilige I/O-Basisadresse und ein Interrupt (siehe Bild 7.39) einstellen. Das BIOS des PC unterstützt maximal vier COM-Ports. Tabelle 7.11 zeigt die dabei übliche Zuord- nung der Adressen und Interrupt-Kanäle: COM1 wird oftmals für den Anschluss einer Maus und COM2 für ein Modem verwendet, was durch die übliche Zuordnung auf den Interrupt- Kanal 4 bzw. 3 auch zu keinen Ressourcenkonflikten führen kann. Diese können sich erst dann ergeben, wenn weitere COM-Ports eingesetzt wer - den wie beispielsweise eine Modemkarte, die ebenfalls einen eigenen COM-Port mitbringt. Der IRQ4 ist standardmäßig für COM1 und auch COM3 zuständig, was somit zu einem Problem führen kann. Es hängt jedoch von der verwendeten Software ab, ob überhaupt eine Interrupt-Verarbeitung und nicht nur der Polling-Betrieb ausgeführt wird, für den kein Interrupt-Kanal festzulegen ist. Der Maustreiber und auch die übliche Modem-Software setzen jedoch die Benutzung eines Interrupt-Kanals voraus. Bei einigen Grafikkarten – beispielsweise mit S3- Chip – kommt es bei der Verwendung eines dritten oder vierten COM- Ports zu einem Ressourcenkonflikt, der nur durch die Veränderung der Adresse des COM-Ports zu beseitigen ist. Nur in derartigen Fällen sollten die Parameter geändert werden, ansonsten übernimmt man am besten ein - fach die Voreinstellungen. Port Basisadresse IRQ-Kanal COM1 3F8h 4 COM2 2F8h 3 COM3 3E8h 4 COM4 2E8h 3 Tab. 7.11: Die üblichen Basisadressen und Interrupt-Kanäle für die COM-Ports Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Onboard Devices, Integrated Peripherals 298 0 magnum 7.7.3 IR-Controller Die drahtlose Datenübertragung per Infrarotlicht findet insbesondere mit Notebooks, Personal Digital Assistants (PDA), Druckern und Digi - talkameras statt. Bei einigen PCs ist eine entsprechende Unterstützung zwar gegeben, oftmals jedoch nur in Form einer Pfostenleiste auf dem Mainboard, die mit einem zusätzlich zu erwerbenden Infrarotmodul zu verbinden ist. Im BIOS-Setup findet sich dann die Möglichkeit, den Infra - rot-Port explizit einzuschalten und möglicherweise auch verschiedene Modi für die Datenübertragung festlegen zu können. Schaltungstech - nisch betrachtet – vom Mainboard her – stellt sich dieser Port wie eine RS232-Schnittstelle dar. Die Einschaltung der Infrarotschnittstelle hat bei einigen BIOS-Versionen daher auch zur Folge, dass der zweite serielle Port dann nicht mehr zur Verfügung steht, da dieser nunmehr für die Steuerung des Infrarot-Ports zum Einsatz kommt. In der ersten Version IrDA 1.0 ist eine maximale Datenrate von 115,2 kBit/s definiert, während die darauf folgende Spezifikation (IrDA 1.1, Fast IrDA) aus dem Jahre 1995 eine maximale Datenübertragungsrate von 4 MBit/s zulässt. Die Super I/O-Controller aktueller PC-Mainboards bieten hierfür standardmäßig die passende Unterstützung, und im BIOS- Setup findet sich dann üblicherweise die Umschaltungsmöglichkeit zwi - schen SIR für IrDA 1.0 und FIR für Fast IrDA, welches auch als ASK IR (Amplitude Shift Keyed IR) bezeichnet wird. Beide Geräte, die per Infra - rot kommunizieren sollen, sollten möglichst auf den gleichen Mode geschaltet werden. Im Standard ist allerdings definiert, dass sich die Geräte über die maximal mögliche Datenrate automatisch einstellen soll - ten (FIR ist abwärtskompatibel), was in der Praxis jedoch nicht immer funktioniert. Darüber hinaus muss eine »Sichtverbindung« von ca. einem Meter gegeben sein. Die letzte IrDA-Standardisierung stammt aus dem Jahre 1999 und wird als VFIR (Very Fast Infrared) bezeichnet, womit Datenraten bis maximal 16 MBit/s möglich sind und Distanzen von bis zu acht Metern über - Bild 7.40: Die Optionen für die Onboard-Einheiten beim Award-Medallion-BIOS erlauben hier auch die Einschaltung des Infrarot-Ports. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Kapitel 7 · Bussysteme, Plug&Play und Onboard Devices 299 brückt werden können. Die Übertragungsgeschwindigkeit sinkt dabei mit steigender Entfernung, sodass bei einem Abstand von vier Metern nur noch Fast-IrDA-Raten von 4 MBit/s realisierbar sind. Trotz höherer Datenraten stellt IrDA 1.0 aber immer noch den gebräuch- lichsten Standard dar, mit dem die unterschiedlichsten Geräte umgehen können. Mittlerweile wird eine Infrarot-Unterstützung bei Mainboards aber immer seltener zur Verfügung gestellt, und wer hierauf nicht verzich - ten möchte, ist am besten mit einem externen Infrarot-Adapter bedient, der an einen COM-Port angeschlossen wird. Dieser entspricht meist dem IrDa 1.0-Standard, und spezielle Einstellungen sind hierfür nicht notwen - dig. 7.7.4 USB-Controller Einen Controller für den Universal Serial Bus (USB) bieten bereits Main- boards ab dem Jahre 1995, wobei es eine geraume Zeit gedauert hat, bis auch entsprechende USB-Einheiten auf dem Markt erschienen sind. Mit - tlerweile gibt es aber eine Vielzahl von Geräten mit einem entsprechen- den USB-Anschluss, wie Tastaturen, Mäuse, Joysticks, Scanner, Drucker, Fax/Modem, Lautsprecher und verschiedene Laufwerke. Der USB ist keine einfache Schnittstelle wie der Parallel- oder der Serial- Port, an den sich nur ein einziges Gerät anschließen lässt, sondern es las - sen sich maximal 126 Einheiten mithilfe entsprechender Verteiler (Hubs) und Kabel verbinden, die jeweils eine maximale Länge von fünf Metern aufweisen dürfen. Bereits der ursprüngliche USB (Standard 1.1) ist auch für die Übertra- gung von Audio- und (komprimierten) MPEG 2-Daten vorgesehen; die maximale Datenübertragungsrate beträgt allerdings nur 12 MBit/s (Bit nicht Byte!). Falls ein USB-Lautsprechersystem und weitere Geräte wie ein Scanner oder eine Kamera mit dem USB betrieben werden, kann der Datenfluss bereits merklich ins Stocken geraten, weil sich die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite auf die aktiven USB-Einheiten aufteilt. Bild 7.41: Ein externer Infrarot-Adapter, der einfach an einen COM-Port ange- schlossen wird Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. Onboard Devices, Integrated Peripherals 300 0 magnum Abhilfe schafft hier der neuere USB 2.0-Standard, der demgegenüber maximal 480 MBit/s zu leisten vermag. Der USB unterstützt damit drei Geschwindigkeitsklassen: Low-Speed: maximal 1,5 MBit/s Medium-Speed/Full-Speed: maximal 12 MBit/s High-Speed: maximal 480 MBit/s Für den Modus mit 12 MBit/s findet man mitunter zwei unterschiedliche Bezeichnungen: Medium-Speed und Full-Speed. Da High-Speed erst mit dem USB 2.0-Standard eingeführt wurde, ist die vorherige Zuordnung (Low und Medium) von einigen Herstellern »aufgeweicht« worden, und Full-Speed kennzeichnet somit die »volle Geschwindigkeit«, die die erste USB-Version bieten kann. Als USB-Einheiten können laut der USB-Spezi - fikation 1.1 Low-Speed- (1,5 MBit/s) oder auch Full-Speed-Geräte mit 12 MBit/s verwendet werden. Einheiten wie Maus, Tastatur oder Joy - stick gehören zur ersten Kategorie, während Scanner, ISDN- und Audio- Einheiten der zweiten zuzurechnen sind. Die High-Speed-Version ist abwärtskompatibel zu USB 1.1, und für langsamere Geräte (Low, Full) wird hier automatisch eine entsprechende Umschaltung durchgeführt. Die Verbindung zwischen einem Hub und einer Einheit findet stets mit derjenigen Bandbreite statt, die beide Ein - heiten unterstützt. Der USB-steuernde Teil ist der USB Host Controller, der sich in der Southbridge aktueller Chipsets befindet. Er wird im BIOS-Setup bei Bedarf aktiviert, und je nach BIOS-Version findet man hier auch weitere USB-Optionen wie beispielsweise den USB-Keyboard Support. USB-Tastaturen und auch -Mäuse können generell etwas problematisch sein, denn möglicherweise gelangt man überhaupt nicht in den BIOS- Setup, um beispielsweise den Host Controller einzuschalten, sodass es keine Seltenheit ist, dass an einem PC neben den USB-Eingabegeräten auch noch Tastatur und Maus in konventioneller Ausführung angeschlos - Bild 7.42: Im BIOS-Setup wird der USB-Host-Controller eingeschaltet, und falls keine USB-Tastatur angeschlossen ist, braucht diese Option nicht aktiviert zu werden. Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark. . Komponente im BIOS- Setup abgeschaltet und dann per extra Einsteckkarte ersetzt werden kann. Diese Funktion ist jedoch nicht bei allen Mainboards bzw. BIOS- Versionen gegeben, und in einigen. im BIOS- Setup bei Nichtbedarf abschaltbar (Disabled), und wie beim Parallel-Port lassen sich auch hier die jeweilige I/O-Basisadresse und ein Interrupt (siehe Bild 7.39) einstellen. Das BIOS. befindet. Er wird im BIOS- Setup bei Bedarf aktiviert, und je nach BIOS- Version findet man hier auch weitere USB-Optionen wie beispielsweise den USB-Keyboard Support. USB-Tastaturen und auch -Mäuse