PC Muhely I Alaplapok Sinrendszerek Konfiguralasa Jo

PC-MHELY 1

Panem-McGraw-Hill

Sghi Balzs

Alaplapok,snrendszerek.

#

P anem-McGraw- Hill

Copyright Hungarian Edition Panem-McGraw-Hill, 1996

McGraw-Hill Book Company Europe Shoppenhangers Road Maidenhead, Berkshire, SL6 2QL England

Panem Kft.1385 Budapest, Pf. 809

ISBN 963 545 121 0 t

A kiadsrt felel a Panem Kft. gyvezetje, Budapest, 1996 Lektorlta: Ila Lszl

Ksztette a Kaposvri Nyomda Kft. - 161082 Felels vezet: Mike Ferenc

A Panem Knyvek megrendelhetk a 06-30/488-488 mobiltelefonon, illetve a 1385 Budapest, Pf. 809 levlcmen.Email: [email protected] http://www. mcgraw-hill.co.uk/Panem/

Minden jog fenntartva! Jelen knyvet, illetve annak rszeit tilos reproduklni, adatrgzt rendszerben trolni, brmilyen formban vagy eszkzzel elektronikus, fnykpszeti ton vagy ms mdon kzlni a kiadk engedlye nlkl.

Mszaki szerkeszt: rdi Jlia Bortterv: rdi Jlia

TartalomjegyzkBevezets

1. A processzorok fejldse a 8088-astl a Pentiumig 111.1. A 8088/8086-os PC 111.2. Az XT szmtgp 171.3. Az AT szmtgp 171.4. PC 386-os processzorral 221.5. A 486-os PC 241.6. Pentium PC 2 7,1.7. A processzorok ttekintse 2 8

2. Az alaplap ptelemei 322.1. A BIOS 322.1.1 nteszt s inicializls 35

*

2.1.2. A betltsi folyamat s a trfeloszts 382.2. A megszaktsok 392.2.1. A 8259A megszaktsvezrl 422.2.2. Megszaktsok programozsa 442.2.3. Megszaktskezels a PCI PC-kben 482.3. Kzvetlen memriahozzfrs 50 -2.3.1. A 8237-es DMA vezrl 522.3.2. A DMA tvitel programozsa 542.4. Az ra/RAM ramkr 592.5. Az idzt s szmll (8253 s 8254 timer/counter) 622.5.1. A vezrlregiszter 642.5.2. A 8253/8254 szmll zemmdjai s programozsuk 652.6. A 8255-s PIO port 702.6.1. A 8255 PIO port lbai 722.6.2. A vezrlregiszter 732.7. A billentyzetkezel 7 42.8. A 82C206 perifriavezrl 772.8.1. A 82C206 konfigurcis regisztere 782.8.2. A perifriavezrl kivezetsei 8 02.8.3. A 82C206 a gyakorlatban 842.9. A PC memriaelemei 85

3. A PC snrendszerei 873.1. A PC bvthelyei 873.2. Az AT bvthelyei 923.3. Cmek az ISA rendszerben 973.3.1. Portcmek az ISA rendszerben 9 83.3.2. Memriacmek az ISA rendszerben 993.4. Az EISA snrendszer 1003.4.1. Az EISA s ISA kzti klnbsgek 1013.4.2. Az EISA ramkrkszlet 1023.4.3. Az EISA bvthely 1043.4.4. Az EISA rintkezi 1053.4.5. Cmek az EISA rendszerben 1093.5. A mikrocsatorna (MCA) 1123.5.1. Az MCA s az ISA kzti klnbsgek 1123.5.2. Az MCA ramkrkszlet 1133.5.3. A mikrocsatorna (Micro Channel) csatlakoz 1143.5.4. A 8 bites MCA csatlakoz 1173.5.5. A l bites MCA csatlakoz 1213.5.6. A 32 bites MCA csatlakoz 1223.5.7. A matched memory MCA csatlakoz 1243.5.8. Az MCA videocsatlakozja 1253.5.9. Cmek az MCA rendszerben 1263.6. A VESA helyi sn 1293.6.1. A VESA helyi sn a gyakorlatban 1343.7. A PCI (Peripherial Component Interconnect) rendszer 1363.7.1. A PCI sn rintkezi 141

4. PC-k konfigurlsa 1474.1. A 8088/8086-os PC-k konfigurlsa 1474.2. A 286-os PC-k konfigurlsa 1504.2.1. A Highscreen 286-os 1524.2.2. A Highscreen 286-os alaplapja 1534.2.3. A HT12 regiszterei 1564.2.4. A Highscreen 286-os setup ja 1614.3. 80286/80386SX NEAT PC-k konfigurlsa 1644.3.1. A NEAT ramkrkszlet 1654.3.2. A 286-os NEAT alaplapok standard setupja 1654.3.3. Knny setup (Easy Setup) 169

4.3.4. A PC klnbz rajelei 1704.3.5. A CS8221/CS8281 ramkrkszlet s a kibvtett NEAT setup 1714.3.6. A 82C211 snvezrl regiszterei 1764.3.7. A 82C212 memriavezrl regiszterei 1794.3.8. A setup befejezse s az myk-RAM bekapcsolsa 1884.4. A 386-os PC-k konfigurlsa 1894.4.1. A CS8230 ramkrkszlet 1894.4.2. A 82C301 snvezrl regiszterei 1924.4.3. A 82C302 memriavezrl regiszterei 1944.5. 486-os PC-k konfigurlsa 1984.5.1. Standard CMOS setup 2014.5.2. Kiterjesztett CMOS setup 2024.5.3. Kiterjesztett ramkri setup (Advanced chipset setup) 2044.6. EISA PC-k konfigurlsa 2054.6.1. Az EISA alaplap 2054.6.2. Az EISA PC konfigurlsa 2064.6.3. Az EISA krtya teleptse 2094.6.4. Halad eljrs (Advanced Method) 2114.6.5. Az EISA konfigurcis llomnyok 2124.6.6. Az EISA alaplap konfigurcis llomnya 2124.6.7. Az EISA krtyk konfigurcis llomnya 2164.6.8. ISA krtya EISA PC-ben 2174.7. Mikrocsatorna rendszer PC-k (PS/2) konfigurcija 2184.7.1. Az MCA krtyk konfigurlsa 2184.7.2. Az MCA konfigurcis llomny 2194.8. PCI PC-k konfigurcija 2234.8.1. A PCI bvthelyek konfigurcija 227

Bevezets

Minden szmtgp-felhasznl ltja, hogy szinte nap mint nap jelennek meg jabb s jabb processzorok, egyre gyorsabb s egyre kisebb mret merevlemezek, jabb grafikus szabvnyok s mg sorolhatnnk. Ember legyen a talpn, aki ezek kztt kiismeri magt.

Szintn nehzsget okoz, hogy mg rgebben egy-lct vllalat uralta a piacot, ma mr rendkvl sok - korbban nvtelen - cg is minsgi termkeket llt el. Hogyan tallhatjuk meg ebben a dzsungelben a tnyleg minsgi termkeket? (Termszetesen a piac ilyen szles voltnak elnye is van, gondoljon csak az rakra!)

Egyszval nehz megtallni a neknk megfelel szmtgpet. De ha ez mr megvan, akkor rgtn ott az jabb problma: hogyan tudom optimlisan konfigurlni a gpet, hogyan hasznlhatnm ki legjobban a teljestmnyt? Ez sem knny feladat, s a gyrtk meglehetsen keveset segtenek neknk ebben.

Mivel a knlat gyorsan vltozik, elbb utbb vagy az egsz gpet vagy egyes rszeit le kell cserlnnk. De vajon mire s mi mdon; hogyan lehet az j elemeket beilleszteni a mr meglv rendszerbe?

Mindezek nem knny krdsek. Ezek megvlaszolshoz prbl segtsget nyjtani a most megjelen hrom knyvbl ll sorozat.

Ebben az els ktetben a szmtgp leglnyegesebb elemeirl lesz sz. A processzor a szmtgp szve. rdemes teht megismerkednnk fejldsvel, az eredeti IBM PC 8088-as tpustl egszen a Pentiumig. Ezzel foglalkozik az els fejezet. A processzoron kvl azonban szmos olyan elem van az alaplapon, amelyek nlkl nem ltez

hetne szmtgp: ilyen a megszaktsvezrl, a billentyzetvezrl, a DMA vezrl, a szmll s gy tovbb. Hogy mik ezek s hogyan fejldtek, illetve fejldnek, azt megtudhatja a knyv msodik fejezetbl. A szmtgp egyes elemeinek, illetve a perifriknak (merev- s hajlkonylemez, monitor stb.) valahogyan kommuniklniuk kell egymssal. Ennek az eszkze a snrendszer. A harmadik fejezetben megismerkedhet a PC-kben hasznlatos klnbz tpus snrendszerekkel, azok teljestmnyvel s fejldsvel. Az utols, negyedik fejezetet annak szentel tk, hogy tancsot adjon a szmtgpek megfelel konfigurlshoz. Tulajdonkppen arrl szl, hogy a fent emltett elemeket, alkatrszeket hogyan lehet gy sszhangba hozni, hogy a szmtgp a lehet legnagyobb teljestmnyt nyjtsa.

Bizton llthatjuk, hogy ha vgigtanulmnyozza ezt a knyvet, akkor valsgosan is tudni fogja, hogy mi micsoda a gpben - nem csak elmletben. A knyvben szerepl brk, fnykpek segtenek abban, hogy egy kinyitott szmtgp alkatrszei kztt eligazodjon. St btran vllalkozhat ezutn arra, hogy egyes elemeket kicserljen a gpben. De ha csak azrt olvassa el a knyvet, hogy megrtse a szmtgp hardverelemeinek mkdst, akkor sem fog csaldni. s biztos, hogy a mindennapi munkban is hatkonyabban fogja kezelni a szmtgpet, hiszen tudni fogja, hogy mi trtnik bell".

A processzorok fejldse a 8088-astl a Pentiumig

Az IBM-PC hivatalosan 1981. augusztus 11-n kszlt el, s ezzel a gppel fektette le az IBM azokat a szabvnyokat, amelyek mig is rvnyesek. Ez az asztali szmtgp olyan ron nyjtott olyan teljestmnyt, ami korbban nem volt elrhet. A gpet egy v alatt ksztettk el az Intel s a Microsoft jelents kzremkdsvel. Az Intel szlltotta a processzort s szmos perifriaelemet, s az akkor mg kis Microsoft fejlesztette ki az opercis rendszert, a DOS-t (Disc Operating System).

A szmtgp bels vilgrl nem a szoksos IBM-titkolzs folyt, st: a kapcsols s az opercis rendszer programozsnak nyilvnossgra hozatalval arra sztkltk a tbbi cget, hogy fejlesszk ki sajt PC-iket.

Csak vekkel ksbb prblta meg az IBM (a mikrocsatornnl) a licencek tadsval a msolst megakadlyozni, hogy jra ersebb rsztvevje lehessen a PC-piacnak.

A 8088/8086-os PCAz eredeti PC 8088-as processzort tartalmazott, amely bell 16 bitesknt dolgozik, azonban kifel 8 bitesknt kommunikl. Az igazi 16 bites processzor, a 8086, mr 1978 ta rendelkezsre llt. (Ez a 8086 mig megtallhat a notebook-okban.) Az akkori idkben viszont az IBM elnye a kedvez r volt, s ezt a 8088-as processzor beptsvel

Alaplapok, snrendszerek, konfigurls 12

rtk el, amely szoftveroldalrl teljesen kompatbilis a 8086-ossal. Ezenkvl akkor mg nem llt rendelkezsre 16 bites perifria, s a memria nagyon drga volt.

Az Intelnek ez az elve mig megfigyelhet: a nagy teljestmny processzorok mellett mindig van egy kisebb testvr, amely nem olyan nagy teljestmny, viszont olcsbb. gy van ez a 80386DX mell kifejlesztett 80386SX-szel s a 80486DX 80486SX vltozatval is.

Az eredeti PC jellemzi a kvetkezk voltak: Intel 8088 processzor, 4,7 MHz-es rajellel 20 bites cmbusz 8 bites Input/Output sn 256 Kbyte dinamikus RAM, beforrasztva BASIC rtelmez a ROM-ban aljzat a 8087-es matematikai trsprocesszornak 5 bvthely (PC-Slot), egyet elfoglal a grafikus krtya, egyet a le

mezvezrl egy prhuzamos port legfeljebb 2 darab 5,25 hajlkonylemezes meghajt, egyenknt 360

Kbyte kapacitssal CGA grafikus krtya csatlakoz egy kazetts trolegysg szmra 64,5 Wattos tpegysg

A hagyomnyos PC-ben legtbbszr 8088-as vagy 8086-os processzort hasznlnak.

A bvtkrtyk (portok, grafikus krtya) egy aljzaton helyezhetk el, ezen keresztl ltesl fizikai kapcsolat az alaplappal. Ezeket a bvthelyeket slot-nak neveztk el. A bvthelyek fel mind a kt processzor (8088, 8086) 8 bitesknt viselkedik. A cmbusz mindkt esetben 20 bites. Ezzel 1 Mbyte (1024 Kbyte) memria cmezhet meg. A felhasznlk szmra azonban csak 640 Kbyte ll rendelkezsre (ez a RAM), mivel a fels trterletet a grafikus krtya s a ROM-BIOS lefoglalta.

A processzorok fejldse a 8088-astl a Pentiumig 13

1-1. bra. A 8088-as processzor. Felette lthat a 8087-es trsprocesszor helye

A 8086-os processzor 16 bites adatbuszt tartalmaz, a 8088-as 8 bitest. Mindkt processzor 16 bites regiszterekkel dolgozik, meg kell azonban jegyezni, hogy a 8088-as a 16 bites adatokat a memribl 2 temben olvassa be. A 8088-as rendszer mintegy 25%-kal lassabb a 8086-os rendszernl.

Mindkt processzor egyestett adat-/cmvezetken szlltja az adatokat s cmeket. Ezt az eljrst multiplexlt cm-/adattovbbtsnak nevezik. A cm s az adat elvlasztshoz hasznljk az ALE (Address Latch Enable) jelet, amelyet a buszvezrl (8288) llt el.

A processzor mellett a PC legfontosabb eleme a BIOS-ROM. Ez a trolelem tartalmazza azokat az alapvet szoftverrutinokat, amelyeket az opercis rendszer (MS-DOS, PC-DOS) hasznl.

A tbbi lnyeges alkotelem elrendezst s kapcsolataikat brzolja az 1-2. bra.

Alaplapok, snrendszerek, konfigurls

billentyzet ------- EZZZZ

DMA lap DMA vezr l jm74 LS 612 8237 8253

Megszakt vezrl8259

t - rPIO8255

Processzor Trs

8086/ processzor

8086 8087

NMI logika

Parltas-ellenrzs

Memriafrissts -------- DMA

GrafikuskrtyaPC

bftvit-helyek Saos/prtwzo-mos

portFloppy/merevlemez vezrt

DlPkapcsottzzzu -------

1-2. bra. A PC alaplapjnak elvi felptse


A hagyomnyos PC alkotelemei: Processzor: 8086, 8088; angol rvidtse a CPU (Central Processing

Unit = kzponti feldolgoz egysg). Trsprocesszor: 8087; matematikai trsprocesszor, a lebegpontos

szmtsok gyorstsra. RAM (Random Access Memory = vletlen elrs memria); ez azrhat s olvashat memria, szoks munkatrnak is rnevezni. Dinamikus mkds *, maximlis mrete 1 Mbyte. BIOS-ROM (Read Only Memory = csak olvashat memria); ez a

memria tartalmazza a BIOS-t (Basic-Input-Output-System = alapvet input/output rendszer), amelyben az alapvet szoftverrutinok vannak megrva.

Snvezrl: 8288; dekdolja a processzor jeleit s ellltja a sn vezrljeleit (ALE,/AEN...).

rajelgenertor: 8284; ellltja a rendszer rajelt, tartalmazza a hardveres trls (hideg-reset) logikt, s ellltja a Ready jelet (a processzor addig tartja az adatot, amg a perifria kszen nem ll az adatfeldolgozsra).

Megszaktsvezrl: 8259; a megszaktsok kezelst, vezrlst ltja el.

DMA vezrl: 8237; a DMA (Direct Memory Access) kzvetlen memria-hozzfrst jelent, pldul adattvitelt a memria s a hajlkonylemez kztt a processzor megkerlsvel. Ezt az tvitelt irnytja a DMA vezrl.

Idzt (timer): 8253; rendszerra, szmll, valamint ez az elem lltja el a dinamikus RAM frisstsnek frekvencijt; legfeljebb 2,6 MHz-cel dolgozik.

PIO: 8255; (Parallel Input Output) prhuzamos port; beolvassa a DIP kapcsolk llst, vezrli a hangszrt s a billentyzettel val kommunikcit felgyeli.

Billentyzetben lv processzor: 8048; kirtkeli a billentyzetmtrixot, s soros adatokk alaktja a lenyomott billenty kdjt.

* A dinamikus mkds azt jelenti, hogy a szmtgpnek meghatrozott idnknt frissteni kell az ilyen tpus memria tartalmt, klnben elvesznek a trolt informcik.


Ezek teht az eredeti PC alkotelemei s lehetnek br ms elemek is egy-egy 8088/8086-os PC-ben, a rendszer gerinct az itt lertak alkotjk. A tovbbi fejezetekben rszletesebben ltni fogjuk az egyes elemek pontos mkdst.

A matematikai trsprocesszor (8087) elnyei olyan alkalmazsoknl lehetnek jelentsek, amelyek kifejezetten szmtsignyesek. Ilyenek a CAD programok (szmtgpes tervezprogramok), vagy a matematikai segdprogramok. De pldul a szvegszerkeszt programok gyorsasgra szinte semmilyen hatssal nincs a trsprocesszor.

A 8088/86-os laptopokban (hordozhat szmtgpekben) az energiatakarkosabb 80C88 s 80C86-OS CMOS-os processzorokat hasznljk.*

A NEC cg szintn gyrt a 8088-assal s a 8086-ossal kompatbilis processzorokat. A V20 (juPD70108) s a V30 (juPD701116) processzorok CMOS technolgival kszlnek, paramtereik pedig jobbak az Intel processzoroknl: bvebb az utastskszlet, gyorsabbak, kpesek a 8080-as processzorra rt programokat futtatni. Egy 8088-as processzor V20-asra val cserjvel minden tovbbi mdosts nlkl nvelheti a gp sebessgt. Az, hogy mennyire n a sebessg, fgg a hasznlt gptl s a felhasznlstl is. Sok Input/Output mveletnl valsznleg alig tnik fel a vltozs, de sok szmtsi mveletnl biztosan szembetn. Ez az egyszer processzorcsere a legegyszerbb lehetsg, hogy egy rgi PC sebessgt nveljk.

Nagyon ritkn hasznlnak szemlyi szmtgpekben 80186-os vagy 80188-as processzorokat, mivel a 8086/8088-asok teljesen megfelelnek a clnak. A 80186/188-as processzorok beptve tartalmaznak bizonyos elemeket (rajelgenertor, megszaktsvezrl, DMA vezrl), amelyek a hagyomnyos PC-knl kln rszekknt helyezkednek el az alaplapon. Emiatt nem hardverkompatbilisek a PC-vel, s ezrt csak specilis feladatokra hasznljk ket, pldul a vezrlstechnikban.

* CMOS= Complementary Metal-Oxide Semiconductor. A CMOS ramkrk specilis technolgival kszlnek. Szmunkra legfontosabb, hogy az gy kszlt ramkrknek lnyegesen kisebb az ramfelvtele, teht a fogyasztsa is.


1.2. Az XT szmtgp1983-ban jelent meg egy javtott PC, az IBM XT (extended Technology). A f klnbsg abban llt, hogy egy 10 Mbyte-os merevlemez-egysget ajnlottak a gphez, valamint jelents elny volt, hogy a RAM az alaplapon 640 Kbyte-ig bvthet. A RAM elemek nem voltak beforrasztva az alaplapba, hanem foglalatban helyezkedtek el. gy ha a memria meghibsodott, knnyebben lehetett cserlni. j tpegysget kapott a gp, egy 135 Wattos ersebbet, amely lehetv tette, hogy a bvthelyek szmt 5-rl 8-ra nveljk.

Az XT-t az idk folyamn sokfle verziban ajnlottk (kibvtett billentyzettel, 20 Mbyte-os merevlemezzel, soros porttal) s ezzel kiszortotta a rgi PC-t, amely a gyenge tpegysg miatt alig volt fejleszthet. Manapsg ha az ember PC-rl beszl, akkor legalbb egy XT-t rt alatta, mert olyan PC-t, amiben nincsen merevlemez s nincsenek megfelel bvthelyek, ma mr elkpzelni sem tudnnk.

Abban az idben (1983) mlttek be a piacra a tvol-keleti PC kompatbilis szmtgpek, amelyek olcsbbak s nha nagyobb teljestmnyek is voltak, mint az eredeti IBM PC-k. Az egyetlen megkts a ROM-BASIC volt, amelyet csak az IBM-tl lehetett venni. Ezeket a msolatokat szoktk kinoknak is nevezni.

1.3. Az AT szmtgpIgazi elrelps kvetkezett be 1984-ben, amikor az IBM megjelentette az AT (Advanced Technology) szmtgpet. Ennek belsejben mr valdi 16 bites processzor rejtztt, a 80286-os, amelyik mr kifel is 16 bites hozzfrssel dolgozott.

Ntt a lemezegysg s a merevlemez kapacitsa is s az j grafikus krtya, az EGA felbontsa is jobb lett. Ennl az alaptpusnl szmos vltozat ltott napvilgot az id mlsval.

Egy tipikus kipts gy nzett ki: Intel 80286-os processzor 6 vagy 8 MHz-es rajellel


24 bites cmbusz 640 Kbyte dinamikus RAM 16 bites Input/Output aljzat a 80287-es trsprocesszor szmra 5 darab 16 bites bvthely (AT-Slot) s 3 darab 8 bites PC-Slot ra s naptr elem, CMOS-RAM akkumultoros tpllssal, amely a rendszer konfigurcijt trolta egy prhuzamos s egy soros port 5,25M-os lemezegysg 1,2 Mbyte kapacitssal 3,5M-os lemezegysg 720 Kbyte vagy 1,44 Mbyte kapacitssal 20 vagy 30 Mbyte-os merevlemez EGA grafikus krtya 157 Wattos tpegysg.

Az AT szmtgpekbe klnbz processzort pthettek, de a hagyomnyos AT-ben 80286-os van. Az ehhez kapcsolhat matematikai trsprocesszor a 80287-es.

A 8086-os processzor gynevezett Real Mode (vals zemmd) zemmdban dolgozott. gy a 80286-os is kpes mkdni, s ezltal teljesen kompatbilis a 8088-assal s a 8086-ossal, de ekkor csupn1 Mbyte memrit lehet vele megcmezni. A 80286-osnak van azonban egy msik zemmdja is, az gynevezett Protected Mode (vdett zemmd). Ebben az zemmdban hasznlhatk ki igazn a processzor lehetsgei: kpes multitasking mdban dolgozni, s lehetsg van virtulis memria cmzsre is. Maximlisan 16 Mbyte fizikai memria cmezhet meg, virtulisan pedig maximum 1 Gigabyte. A processzor ekkor a ltez trterlet feletti rszeket automatikusan a merevlemezrl olvassa be s arra rja, anlkl, hogy a program errl tudomst venne. A vdett zemmd DOS alatt nem hasznlhat. Csak az OS/2, a UNIX, WINDOWS NT, majd a WINDOWS 95 alatt vlt lehetsgess a vdett zemmdban val munka. Windows alatt t lehet kapcsolni vdett zemmdba.

A multitasking md azt jelenti, hogy lehetsg van tbb program egyidej futsra gy, hogy az egyes programok nem tudnak egymsrl, vdett (protected) mdban vannak.


: :wxv!'S)' a;.v.v.w.'.v.v : *W !X 'X y :-X v X

1-3. bra. 80286-os processzor az AT alaplapban (N80L286)

Az AT tulajdonkppen a PC tovbbfejlesztse, amit az 1-4. bra jl szemlltet.

Az adatbusz, pontosan gy, mint a PC-ben 16 bites, de nem csak befel, hanem a bvtkrtyk fel, kifel is. A cmbusz azonban 24 bites s ezltal 16 Mbyte memria cmezhet meg kzvetlenl.

Az adatok s a cmek mr nem multiplexlt mdban (nem ugyanazon a vezetken) futnak, hanem kln vezetkek llnak rendelkezsre. Ezrt a 80286-os processzor mr nem DIP (dual-in-line) tokban van elhelyezve, hanem pldul PGA vagy PLCC tokban.

A tovbbfejlesztett snhez j snvezrl volt szksges, ez a 82288 lett.

A 80286-os j rajelgenertort ignyelt, a 82284-est, amely lnyegt tekintve pontosan gy mkdik, mint a 8284-es a PC-ben.

Rend

szer

sin


ra/RAM MC14 6816

IAkkumultor

IRQ

DMA vezrl 8237

r iHangszr

THangszr -

logikaMegszakts vezrl 8259

DMA lap DMA vezrli pOGaKVteowoK? | 8254

Megszakts- Billentyzet -74 L 5612 8237 vezrl 8259 vezrifi 8042

ATbvit-helyek

NMI logika

Paritas-ellenorzs

Memria- frissts

Roppy/merevie- mezvezrl

DMA

IRQ

1 -4. bra. Az AT alaplap elvi felptse


A DMA s a megszaktsok lehetsgeinek bvtsra 2-2 vezrlt ptettekbe, ugyanazokat, amiket annak idejn a PC-be is: 8237, 8259.

Az AT-hoz szriatartozk volt a vals idej ra. gy mr nem volt szksg arra, hogy a felhasznl a gp bekapcsolsakor adja meg a pontos idt s a dtumot, mint ahogyan az a PC-ben volt. Az ra ramkre nem Intel fejleszts volt, hanem a Motorola cg 146818 jel rjt hasznltk. Az ra a gp kikapcsolsa utn akkumultorrl kapta az ramot, s gy mkdtt tovbb. Az ra tokja tartalmazott RAM-ot is, amelyben a rendszerkonfigurcit troltk.

A konfigurlst az AT-nl egy menvezrelt setup programmal lehetett elvgezni, nevezetesen belltani a hasznlt lemezmeghajtk s a merevlemez tpust, a memria nagysgt s a grafikus krtya tpust. Ez is jelents vltozs volt a PC-hez kpest, ahol mg gynevezett rvidzr dugkkal (jumperekkel) s kapcsolkkal kellett konfigurlni a gpet.

A billentyzetet az AT-ban nem a 8255-s PIO-modul kezelte, hanem erre a clra egy specilis mikrovezrlt, a 8042-est ptettk be. Ezzel lehetsg nylt arra, hogy adatokat kldjnk a billentyzetnek, teht a billentyzet programozhatv vlt, a klnbz billentykhz funkcikat lehetett rendelni.

A 8042-es mikrokontroller tvette a kulcsos zr (Key-Lock) leolvassnak s a kperny tpust s a processzor sebessgt bellt tktsek leolvassnak feladatt is.

Egy hagyomnyos 80286-os AT szmtgp elemei teht a kvetkezk: 80286-os processzor 80287-es matematikai trsprocesszor maximlisan 16 Mbyte RAM BIOS-ROM snvezrl: 82288 rajelgenertor: 82284 megszaktsvezrl: 8259; ellenttben a PC-vel az AT kt meg

szaktsvezrlvel rendelkezett, ezzel 16 csatornt volt kpes kezelni.


DMA vezrl: 8237; hasonlan a megszaktsvezrlhz ebbl is kett volt, gy 8 csatorna kezelse vlt lehetsgess.

idzt/szmll (timer/counter): 8254 billentyzetkezel: 8042 billentyzet processzora: 8048 vals idej ra (Real Time Clock): Motorola 146818; ez tartalmazta

a konfigurcit is.

A klnbsg a PC, az XT s az AT kztt ma mr lnyegtelennek tnik, nem szoks a mindennapos hasznlatban a pontos megjellst alkalmazni: ha PC-rl beszlnek, akkor a legtbbszr egy IBM-kompatbilis szmtgpet rtenek alatta, s ltalban hozzteszik, hogy milyen processzor van a gpben (pldul: egy 486-os PC"). Mi is gy fogunk tenni a knyv tovbbi rszeiben.

1.4. PC 386-os processzorral1986-ban ksztette el a Compaq cg az els 32 bites processzorral (80386-os) felszerelt gpet. Ez a szmtsi teljestmny drasztikus nvekedst jelentette.

Az ISA (Industry Standard Architecture) szabvny, amely a csatlakozt s jeleit definilta, nem tette lehetv a bels sn 32 bites kapcsolatt a perifriakrtykkal, ami pedig igazn fontos lett volna egy gyors szmtgp kifejlesztshez. Ezrt nhny alaplapon olyan kiegszt 32 bites csatlakozhelyek vannak, amelyek nem szabvnyosak, s csak specilis krtykkal hasznlhatk.

A helyi sn [local bus) koncepcija is ebbl a problematikbl szletett, amikor nmely perifrival (memria, grafika) 32 bites kapcsolatra volt igny, de valdi 32 bites snrendszer kiptse (mint amilyen a Micro-Channel vagy az EISA) nagyon drga lett volna. A kt emltett 32 bites snrendszer teljesen ms alaplaphardverrel mkdik. Ezekrl egybknt a ksbbi fejezetekben rszletesebben olvashatunk.

A 80386-os fizikailag 4 Gigabyte-ot, virtulisan 16 Terabyte-ot tud megcmezni. A 80386-os nem csak a mr emltett kt zemmdban


1-5. bra. Az AMD 386-os processzora

kpes mkdni, hanem egy harmadik mkdsi mdja is van: a Virtual Real Mode (virtulis vals md). Ez az zemmd egyesti a Real s a Protected md elnyeit oly mdon, hogy egyszerre tbb programot lehet futtatni Real mdban. Tulajdonkppen olyan, mintha tbb 8086- os processzor dolgozna egyszerre.

Egy 386-os rendszer gp az rajelet tekintve nem felttlenl gyorsabb egy 286-osnl, de jobb trkezelse miatt gyorsabb a 286-os gpeknl. A 80386-os processzorhoz is ugyangy tartozik egy matematikai trsprocesszor, a 80387-es.

A 80286-os s 80386-os kzti tmenet volt a 80386SX, amely bell 32 bites volt, de a klvilggal csak 16 biten kommuniklt, ennek ellenre a 32 bites szoftvereket, ha lassabban is, de kpes volt futtatni.

Ahogy a 8088-as mellett ott volt a 8086-os, gy jelent meg a 80386- os legyengtett" vltozata a, 80386SX. ltalban az Intel jellsrend-


szerben az SX a gyengbb kistestvrt, a DX az igazi" nagy teljestmny processzort jellte. A szm eltt elhelyezett i" bet pedig az Intelre, mint gyrtra utalt. (Pl.: i386SX)

Az Intellel folytatott hosszas jogvita utn jelent meg a piacon az AMD (Advanced Micro Devices) cg sajt 386-os processzorval. Az processzork 40 MHz-en mkdtt, ellenttben az Intel 386-osval, amely akkor csak 33 MHz-es volt. Idkzben egy sor msik cg is ksztett 386-os processzort. Ezek az egyes cgek sajt fejlesztsei voltak. A kezdeti szkeptikus vlemnyek a kompatibilitsrl mra szinte teljesen megszntek: mr jformn senki sem ktelkedik ezen processzorok kompatibilitsban. A felhasznlk szmra pedig nyilvnvalan jobb, ha nem egy cg diktlja a piacon az rakat.

Azokban a PC-kben, amelyekben legalbb egy 80386SX processzor van, mindig specilis ramkrkszleteket hasznlnak. Ez a helyzet a 808286-os NEAT ramkrkszletes PC-nl is. Az egyes alkotelemek br lehetnek msok, de mindig kompatbilisek az eredetiekkel, s ha klnbz modulok vannak is a rendszerben, azok ugyanazon az elven mkdnek.

1.5. A 486-os PCA 80486-os szintn 32 bites processzor, amely a 80386-osnak megfelel elven mkdik, de a processzorral egy tokba van integrlva a matematikai trsprocesszor s egy gyorstr (cache). A cache kezelsre az utastskszlet hat j utastssal bvlt.

A 486-os PC szmtsi teljestmnye tovbb nvelhet egy kiegszt trsprocesszorral, amelyet a Weitek cg gyrt, s amelynek tpusa: 4167. Sok alaplapon a Weitek trsprocesszor szmra aljzatot ptettek ki.

lht az i486DX processzor a kvetkezket tartalmazza: 80386DX CPU 80387DX trsprocesszor Intel 82385 cache vezrl (Cache-Controller) 8 Kbyte cache (statikus RAM)


1-6. bra. Ezen a kpen egy Intel 486 DX2 processzort ltunk

A statikus cache trol tulajdonkppen egy nagyon gyors elrs memria, amely az adattvitelben jtszik nagy szerepet. A processzor s a dinamikus munkatr (RAM) kztt" helyezkedik el. A cache vezrlst a cache-controller ltja el, ami szintn a 486-os tokban van. A cache technikval a gyors processzornak nem kell vrnia a RAM-bl jv adatokra, mert azokat a vezrl mr elksztette a cache memriban.

Az i486DX processzor egy msik vltozata a DX2-es. Ennl a processzornl a mkdtet rajelet a processzoron bell megduplztk. Ez nem jelenti azt, hogy a processzor sebessge dupljra ntt volna, de tny, hogy valamennyit gyorsult a processzor. Egy 486-os gpet viszonylag egyszeren lehet gyorstani a 486-os processzor DX2-esre val cserjvel. A PC szoksos hardverelemei vltozatlanok maradhatnak. Tancsos viszont a processzor htsre gyelni. Ez vonatkozik min


den nagy rajel processzorra (33 MHz fltt), amelyek akr 85C-ig is felmelegedhetnek. Ezrt sok PC-ben htventiltor, vagy a processzor htn htbordk tallhatk. De mg a szmtgp szells helyre trtn helyezse is segthet ezen a problmn.

A 486DX2 porcesszornak a 486DX-25-shz kpest plusz t csatlakozja van, amelyeket tesztfunkcikra hasznlnak, de ez a processzorcsert egyltaln nem akadlyozza.

1994-ben jelent meg a hromszorozott rajel 486-os processzor, amit elg kvetkezetlenl DX4-nek neveztek el. Egy 486DX4/1 OO-as processzor teht a 33MHz-es rajel bels triplzsval mkdik. A DX4-nek nagyobb cache memrija van s 3,3V feszltsggel mkdik azrt, hogy kisebb legyen az ramfelvtel s ezzel egytt a melegeds is. Az alacsonyabb tpfeszltsgnek termszetesen kvetkezmnyei is vannak. Nevezetesen, hogy a DX vagy DX2-es processzort nem lehet egyszeren DX4-esre cserlni. Ez csak akkor lehetsges, ha az alaplapon van erre szolgl feszltsgszablyoz, vagy pedig egy olyan kztes tokot kell hasznlni, amely magba foglalja a 3,3 V-os feszltsgtalaktt. Ezt a processzor aljzatba kell helyezni, s ennek a toknak a tetejn kialaktott csatlakozhelyre lehet a 3,3V-os processzort bepteni.

Amikor az AMD cg megjelentette a 40 MHz-es 386-ost, akkor az INTEL a 486-os olcs vltozatval rukkolt el, a 486SX-szel. Ebben a tpusban nincsen benne a matematikai trsprocesszor. A 486SX-es alaplapokon tallhat egy aljzat a 487SX-es trsprocesszor szmra. Ha behelyezzk a 487SX trsprocesszort, akkor a 486SX szinte feleslegess vlik, hiszen a 487SX gynevezett trsprocesszor nem ms, mint egy teljes rtk 486-os processzor. A 487SX pedig egyszeren kikapcsolja a 486SX-et s tveszi a feladatait. Teht viszonylag bonyolult mdon elll egy sima 486DX-es processzor. A hrom processzor lbkiosztsa klnbz, teht egy 486SX aljzatba nem helyezhet egyszeren egy 487SX vagy 486DX processzor. Vannak olyan alaplapok, amelyek megfelel tktsbelltsokkal alkalmasak klnbz processzorok befogadsra.

Egy i486SX-es alaplap gp teljestmnynek nvelshez mindig egy gynevezett fejleszt (upgrade) aljzat szksges, amelybe nem csak az i487SX processzor, hanem az Intel-Overdrive-486"-os is behelyez-


het. Ahogyan a DX2-nl duplztk az rajelet, gy duplztk az Overdrive-ban is. Az Overdrive processzorok lbkiosztsa megegyezik az i487SX-vel, teht nem kompatbilis a DX processzorokval. A 486- os Overdrive processzorokat a vevknek egy kis kszletben szlltjk (lerssal, lemezzel, httesttel). A DX2-es processzorokat a szoksos mdon egyenesen a PC gyrttl forgalmazzk. Egy idben lehetett kapni 486SX2-es tpus processzort is, amely duplzott rajel, trsprocesszor nlkli vltozat.

1.6. Pentium PCA mai napig a legnagyobb teljestmny Intel processzor a Pentium. A Pentiummal megszaktotta az Intel azt a folyamatot, hogy szmokkal nevezi el az jabb processzorokat. gy lett a 486-os utn kvetkez processzor Pentium, nem pedig 586. Termszetesen tovbbra is fennll a kompatibilits a korbbi tpusokkal. Az egyik legfontosabb jts a l Kbyte mret cache (8 Kbyte az adatoknak s 8 Kbyte az utastsoknak), amely Write-Through s Wrte-Back zemmdra is konfigurlhat. A 486-os bels cache-t csak Write-Through, a kls cache- eket csak Wrte-Back mdban lehetett hasznlni. Most ez a korlt megsznt. Ezekrl az zemmdokrl rszletesen olvashat a PC-M- h e l y 3. ktetben.

A Pentium 64 bites adatbuszt hasznl kifel, de bell csak 32 biten kommunikl, mint egy 486-os. Az X86-osokra rt szoftverek - az alkalmazstl fggen - 20-70%-kal gyorsabban futnak a Pentiumon, mint a 486-oson, ugyanolyan rajel mellett. A specilisan Pentiumra rt szoftverekkel pedig mg nagyobb teljestmny rhet el. Van egy msik hasznos tulajdonsga is a Pentiumnak: kpes tbb processzor egytt dolgozni (multiprocesszoros zemmd). Az Asus s Elitegroup cgek pldul fejlesztenek olyan alaplapokat, amelyeken 2 Pentium processzor szmra van hely. Ezt a lehetsget pldul a Windows NT opercis rendszer alatt lehet kihasznlni.

Ugye milyen szpen hangzanak ezek a tulajdonsgok gy egytt? De ne felejtsk el, hogy DOS alatt a Pentium processzor is csak gy m-


kdik, mint egy gyors 8088-as. PC-vsrlskor ne tvesszk szem ell azt a tnyt, hogy ez minden X86-os processzorra rvnyes, s hogy csak nhny specilis szoftverrel (amikbl elg kevs van) lehet a processzorok igazi kpessgeit kihasznlni.

1.7. A processzorok ttekintseMr nhny ve megtrt az Intel monoplium a processzorpiacon, s sok cg jelent meg sajt fejleszts PC-kompatbilis processzorral. Ilyen cgek az AMD, Cyrix, Texas Instruments, IBM s UMC. Ezek mr teljesen kompatbilisek az eredeti Intel processzorokkal, amelyek fbb jellemzit foglalja ssze az 1-1. tblzat.


1-1. tblzat. Az Intel processzorok fbb jellemzi

29

8088 8086 80286 80386SX 80386DX 80486SX 80486DX Pentium

Bels adatforma 16 Bit 16 B it 16 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit

Kls adatbusz 8 Bit 16 B it 16 Bit 16 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit 64 Bit

Cmbusz 20 Bit 20 B it 24 Bit 24 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit 32 Bit

Cmezhetmemria[Mbyte] 1 1 16 16 4000 4000 4000 4000

Virtulisancmezhettr 4 Gb 4 Gb 64 Tb 64 Tb 64 Tb 64 Tb

Futtathatszoftverek

80888086

80888086

8088808680286

80888086

8028680386

80888086

8028680386

80888086

802868038680486

80888086802868038680486

80888086

802868038680486

Pentium

r p xTrsprocesszor 8087 8087 80287 80387SX 80387DX 80487SX Beptett Beptett

Cachevezrl Kls Kls Bels Bels Bels

BelsCachemret 8Kb 8 Kb 8 Kb 8 Kb 16 Kb


Az 1-2. tblzatban a klnbz gyrtmny processzorok jellemzit tekintjk t. Az SMM (System Management Mode) rovat azt mutatja, hogy a processzor kpes-e energiatakarkos zemmdban mkdni. Az energiatakarkos processzorokat eredetileg a hordozhat szmtgpekhez fejlesztettk ki, ksbb azonban egyes asztali PC-knek is tartozkv vltak. Az energiatakarkos tpusokat rendszerint L vagy LV (Low Voltage = alacsony feszltsg) betkkel jellik.

1-2. tblzat. A klnbz gyrtmny processzorok. A + jel azt mutatja, hogy a processzor az rajel bels megduplzsval, illetve meghromszorozsval mkdik.

Processzor Bels Cache Trsprocesszor SMMLb

kompatibilits

Intel 386SX --- 387SX 386SXIntel 386DX --- 387DX 386DXIntel 386SL --- 387SX Igen 386SXIntel 486SX 8Kb 487SX --- 486SXIntel 486SX2+ 8 Kb 487SX --- 486SXIntel 486DX 8 Kb beptett --- 486DXIntel 486DX2+ 8 Kb beptett --- 486DXIntel 486DX4+ 16Kb beptett --- 486DXIntel 486SXSL 8 Kb beptett Igen 486SXIntel 486DXSL 8 Kb beptett Igen 486DXIntel 486DX2SL+ 8 Kb beptett Igen 486DXIntel Pentium 16 Kb beptett Igen PentiumIntel Overdrive 8 Kb beptett Igen i487SXAMD 386SX/SXL --- 387SX --- i386SXAMD 386DX/DXL --- 387DX --- i386DXAMD 386SXLV --- 387SX Igen i386SXAMD 386DXLV --- 387DX Igen i386DXAMD 486SX 8 Kb 487SX Igen i486SXAMD 486SX2+ 8 Kb 487SX --- i486SXAMD 486DX 8 Kb beptett --- i486DXAMD 486DX2+ 8Kb beptett --- i486DXAMD 486SXLV 8 Kb 487SX Igen i486SXAMD 486DXLV 8 Kb beptett Igen i486DXAMD 486DXL4+ 8 Kb beptett Igen i486DX

(1 -2. tblzat folytatsa)


Processzor Bels Cache Trsprocesszor SMM Lbkompatibilits

Cyrix 486SLC 1 Kb Cx387SLC i386SXCyrix 486DLC 1 Kb Cx487DLC i386DXCyrix 486DR2+ 1 Kb beptett i386DXCyrix 486S 2 Kb Cx487S Igen i486SXCyrix 486SV 2Kb Cx487S Igen i486SXCyrix 486S2+ 2Kb Cx487S Igen i486SXCyrix 486DX2+ 8Kb Cx487 Igen i486DXIBM 386DX --- 387DX --- i386DXIBM 386SLC 8 Kb 387SX Igen i386SXIBM 486BL 16 Kb 387DX Igen i386DXIBM 486SLC2+ 16 Kb 387SX Igen i386SXIBM 486DLC3+ 16 Kb 387DX Igen AMD 386DXLVTexas 486SLC 1 Kb Cx387SLC --- i386SXTexas 486DLC 1 Kb Cx487DLC --- i386DXUMC 486SX 8Kb --- --- i486SX

Az alaplap ptelemei

l. A BIOSMinden PC-ben tallhat egy, vagy tbb (legfeljebb ngy) ROM, amely, azokat az alapvet adattviteli rutinokat tartalmazza, amelyeket az opercis rendszer hasznl. Ezeket a rutinokat egytt nevezik angolul Basic-Input-Output-System-nek, rviden BIOS-nak.

Ha kt ROM tallhat a szmtgpben, akkor az egyiket EVEN (pros) vagy LOW (alacsony) jelzssel ltjk el, a msikat pedig ODD (pratlan) vagy HIGH (magas) jelzssel. Az EVEN-ROM a processzor pros cmeivel, az ODD-ROM a pratlan cmekkel rhet el.

A ROM tartalmt nem lehet megvltoztatni. Ha j rutinokra lenne szksg, akkor az egsz tokot kell kicserlni. Legalbbis rgen gy volt. Az j PC-kben vannak olyan ROM-ok, amelyeket a soros porton keresztl, vagy lemezrl jra lehet programozni. Ebben az esetben az alaplapon EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), vagy Flash-PROM van, amelyek elektronikusan trlhetk s jra programozhatok. A normlis" ROM-ok azonban nem trlhetk, azokba a program - a szaknyelvben hasznlt kifejezs szerint - be van getve. A ROM-ok egy msik tpusa az EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), amelyek UV fnnyel trlhetk. Ezeken mindig tallhat egy kis ablak, ami egy matricval le van ragasztva. Az ablakon keresztl lehet UV megvilgtssal trlni a ROM- ot. EPROM-okat nagyon gyakran hasznlnak PC-kben BlOS-trnak.

Az alaplap ptelemei 33

2-1. bra. Az brn az Award cg 486-os, ISA snes alaplaphoz tartoz BlOS-t ltjuk

A 8088-as PC-tl a Pentiumig nagyon sokat vltozott a hardver felptse. Elg, ha csak arra gondolunk, hogy a kezdetekben mg klnll modulknt beszerelt DMA vezrlt, megszaktsvezrlt, szmllt stb. ma mr gyakran egyetlen chipbe integrljk. Azt pedig elvrjuk, hogy mg az ilyen klnbz hardverelemeken is ugyangy fussanak a programok. Ezt a problmt oldja meg a BIOS, amelyben az elemi funkcik (mint pldul egy karakter megjelentse a kpernyn) rutinjai tallhatk. Az opercis rendszer ezekre a rutinokra hivatkozik, ezltal az opercis rendszer szmra a hardverklnbsgek eltnnek, mivel csak a BIOS megfelel programjra hivatkozik.

A BIOS elhelyezkedst a szmtgp rendszerben szemlletesen mutatja a 34. oldalon tallhat bra.

Az brn legalul helyezkedik el a hardver. A hardver szilciumbl, rzbl, manyagbl s ms vezet, nem vezet vagy flvezet anyagokbl ll. A kvetkez szint a BIOS, amely adatokat is tartalmaz szmtgpes program. Sok ms mellett a BIOS kezeli a szmtgpbe berkez s onnan kilp informcikat (innen ered az elnevezs Input-Output rsze). Mivel a BIOS ROM-ban helyezkedik el (azaz elvileg


Felhasznli program (szoftver)

Opercis rendszer (DOS- szoftver)

ROM BIOS (firmware)

Hardver

megvltoztathatatlan), ezrt akr a hardver rsznek is tekinthet, br valjban mgsem az. Ezt a kztes llapotot jelzi a firmware angol elnevezs. A BIOS-ra pl az opercis rendszer, s az opercis rendszer segtsgvel futtathatjuk felhasznli programjainkat.

A BIOS teht nll programmodulok gyjtemnye. Ezekre a rutinokra azonban nem egyszer cmzssel hivatkozunk, hanem megszaktsknt indthatjuk ket. Ennek is a kompatibilits nvelse az oka. A megszaktsi cmek szabvnyosan az gynevezett megszaktsvektor-tblzatban (Interrupt Vector Table) vannak lefektetve, amely pedig a PC RAM-jban a OOOOh s a 03FFh cm kztt tallhat. A program s a BIOS kztti adattvitel a processzor regisztereinek segtsgvel trtnik. Vgl - hogy minden vilgos legyen - nzzk meg egy pldn keresztl, hogyan mkdik a BIOS. Pldnkban azt akarjuk elrni, hogy a kurzort egy meghatrozott helyre lltsuk a kpernyn. Ezt - BIOS szinten - a kvetkez rvid assembler rutinnal vgezhetjk el:

MOV AH, 2 ; a processzor AH regiszterbe 2-t tltMOV BH,0 ; a BH regiszterbe 0-t teszMOV DH,2 ; a DH regiszterbe 2-t teszMOV DL,12 ; a DL regiszterbe 12-t teszINT 10H ; kri a lOh megszaktst


A processzor AH regiszterbe betlttt 2 jelzi majd a megszaktsnak, hogy kurzorpozicionlst krnk. A BH regiszter 0 rtke mutatja, hogy a 0. kpernyre vonatkozik a mvelet. A DH regiszterbe tettk, hogy hnyadik sorba szeretnnk a kurzort, a DL regiszterbe pedig, hogy hnyadik oszlopba. A lOh megszakts pedig a grafikus krtya szolgltatsait tartalmazza (lsd 2-1. tblzat).

2.-1. tblzat. A BIOS megszaktsai

BIOS megszakts Funkci

INT lOh Grafikus krtyaINT 1 lh Rendszerkonfigurci tesztINT 12h MemrianagysgINT 13h Lemez, merevlemezINT 14h Soros portINT 15h Klnbz rendszer-szolgltatsokINT 16h BillentyzetINT 17h NyomtatINT 18h Boot hibaINT 19h Opercis rendszert betlt megszaktsINT lAh ra

2.1.1 nteszt s inicializlsAmikor bekapcsoljuk a szmtgpet, elindul a ventiltor motorja, aztn egy id mlva megszlalnak" a lemezek, a merevlemez, egy spol hangot is hallunk, kigyulladnak bizonyos jelzfnyek, teht sejthetjk, hogy elg sok minden trtnik a httrben. Vizsgljuk meg ezeket sorban!

A tpfeszltsg bekapcsolsakor mkdsbe lp egy nvizsgl ramkr. Ez az ramkr megvizsglja a szmtgpen belli sszes feszltsget. Ha azt tapasztalja, hogy az elektromos bemenetek s kimenetek rendben vannak, akkor kzli az alaplappal, hogy minden mkdshez szksges feszltsget rendelkezsre tud bocstani. Ezutn az alaplapon lv temez chip megkapja az indtjelet. Az temez chip meg-


sznteti a processzort trl reset jelet, ami a szmtgp bekapcsolsa ta fennllt. A processzor s vele egytt a hardver mkdni kezd.

A processzorba beptettk annak a memriarekesznek a cmt, amelybl bekapcsols utn az els utastst be kell olvasni. Az indul memriarekeszben egy ugrutasts van. Az ugrs a ROM-BIOS kezdetre lltja azt a mutatt, amely a kvetkez vgrehajtand utasts cmt jelzi.

A ROM-BIOS az FFFFFh s az EOOOOh cmek kztti terleten fekszik, feltve, hogy a BIOS egy 27512-es ROM/EPROM-ban tallhat. Ms ROM-oknl ez a terlet lehet kisebb vagy nagyobb, de mindenkppen az FFFFFh cmen fejezdik be.

A BIOS elsknt egy bizonyos jelzt vizsgl a memriban. A jelz llsbl szleli, hogy az indts kezdeti, n. hidegindts volt-e (bekapcsols vagy reset utn), vagy csak egyszer melegindts (IctrlI+IaltI+IdelI) trtnt-e. Ha hidegindtsrl van sz, akkor a szmtgp lefuttat egy diagnosztikai programot, amelynek segtsgvel ellenrzi, hogy a rendszer elemei mkdkpesek-e. Melegindtskor ez a teszt elmarad, mert az els bekapcsolskor mr gyis lefutottak. A diagnosztikai programot s a szksges adatokat a BIOS chip tartalmazza. Klnbz tesztprogramok hasznlatosak, a legismertebb s legelterjedtebb az IBM POST (Power-On-Self-Test = bekapcsols utni nteszt). A POST a szmtgpes rendszer valamennyi fontos ramkrt tvizsglja, s a memrit is teszteli. Ha minden rendben van, a gp megjelenti a bejelentkez informcikat, kigyjt nhny ellenrz lmpt, kiad egy spol hangot, majd a POST befejezi tevkenysgt.

Az inicializls sorn a RAM-ba tltdik a mr emltett megszaktstblzat. Az itt kvetkez cmek nem minden BlOS-nl azonosak, de a megszaktsok ktttek.

A OOOOOh-OOOICh tartomnyban tallhatk az ltalnos megszaktsok cmei, pldul a 00014h cmen a Print-Screen funkci megszaktscme. A 00020h cmtl kezdve a hardverelemek ltal hasznlt megszaktsok vannak. (IRQ0-IRQ7). gy pldul az IRQ7-es az els prhuzamos port megszaktsa (Interrupt OFh) a 0003Ch cmen kezddik.


A BIOS megszaktstblzata a 00040h cmtl a 0007Fh cmig helyezkedik el. Az egyik legfontosabb BIOS megszakts az opercis rendszert betlt megszakts (Interruptl9h). Ennek cme a 00064h cmen troldik.

A DOS megszaktstblzatba (00080h-000FFh) olyan megszaktsok tartoznak, mint pldul egy DOS program befejezst okoz 20h megszakts, amelynek cme: 00080h. Az ltalnos megszaktsokhoz tartozik a hajlkonylemez tpust megad 40h megszakts, melynek cme a OOlOOh. A tbbi hardvermegszaktst, amelyek a OOlCOh cmtl vannak trolva (IRQ8-IRQ15), a 8088/8086-osnl nem hasznljk. A 70h megszakts pldul a vals ra szmra van fenntartva.

A klnbz portok paramtereinek trolsra egy trterletet foglalnak le a 00400h cmtl kezdve. Az ezt kvet 00500h-005FFh cmig terjed terlet a DOS adatterlet. Itt az opercis rendszer trol adatokat s cmeket.

2-2. tblzat. A PC trkiosztsa

Hexa cm Felhasznls

00000h-0003Fh 00040h-0007Fh 00080h-000FFh 00100h-003FFh

. 00400h-004FFh 00500h-005FFh 00600h-9FFFFh AOOOOh-AFFFFh B0000h-B7FFFh B8000h-BFFFFh C0000h-C7FFFh C8000h-C9FFFh CAOOOh-DFFFFh EOOOOh-EFFFFh FOOOOh-FFFFFh

1OOOOOh-?

ltalnos s hardvermegszakts-vektorokBIOS megszaktsvektorokDOS megszaktsvektorokltalnos s hardvermegszakts-vektorokBIOS adattrDOS adattrSzabad a felhasznli programok szmra EGA/VGA Video-RAMMonokrm Video-RAM (MDA) vagy EGA/VGA Video-RAM CGA/Hercules Video-RAM vagy EGA/VGA Video-RAM EGA/VGA BIOS Merevlemezvezrl BIOS (SCSI)RAM, EMS ablak ROM bvtkBIOS ROM (EPROM 27512)Maximum 4 Gbyte szabad memria


A felhasznli programokat a 00600h cmtl lehet betlteni. Ha a PC-ben 640 Kbyte tr van, akkor ez a 9FFFFh cmig tart. A COOOOh s FFFFFh cmek kzti terletet a NEAT PC-knl vagy a legalbb 386SX processzoros gpeknl n. rnyk RAM-lcnt (shadow RAM) lehet hasznlni. Ez azt jelenti, hogy a RAM-nak erre a rszre bemsolja a gp a ROM-ban tallhat BIOS programokat, illetve a grafikus krtyn, vagy egyb intelligens perifrikon lv BIOS-ok tartalmt. Ez azrt hasznos, mert a RAM gyorsabb mkds, mint a ROM (a gp gyorsabban megtallja benne az adatokat), s gy az egsz gp sebessge nhet. Cserbe felldoztunk nmi trterletet. Az rnyk RAM funkci a PC setupjban llthat be.

Az elmondottakat foglalja ssze a 2-2. tblzat.

2.1.2. A betltsi folyamat s a trfelosztsA bekapcsols s inicializls utols lpseknt a BIOS-ROM aktivizlja a 19h megszaktst, ami betlti az opercis rendszert. (A szakzsargonban erre leginkbb az angol kifejezst hasznljk, azaz azt mondjk, hogy a gp boot-ol.) A boot-rekord a lemez 0. oldaln a 0. svban az 1. szektorban tallhat s ezt a rekordot tlti be a 07C00h cmre. A boot-rekordban egy program van, amely a lemez paramtereit tartalmazza. Ennek segtsgvel tallja meg a fjlfoglaltsgi tblt (FAT, File Allocation Table), s a lemez tartalomjegyzkt. Ezutn tlthet be az els fjl: a rejtett IO.SYS, amely a BlOS-szal egyttmkdve vezrli a ki- s beviteli rendszert. Ezt kveten tltdik be a msik rejtett rendszerfjl, az MSDOS.SYS, amely arra szolgl, hogy a DOS parancsokhoz hozzrendelje a megfelel BIOS hvst. Ez kpviseli az opercis rendszer tulajdonkppeni magjt. Az utastsvgrehajt program, a COMMAND.COM betltse utn a boot-folyamat lnyegben lezrul, s a rendszer kszen ll a munkra.

alaplap ptelemei 39

2.2. A megszaktsokMr az elz fejezetben - a BIOS kapcsn - is esett sz a megszaktsokrl. Itt most rszletesebben foglalkozunk ezzel a tmval: a PC-k megszaktskezelsvel.

Mirt van szksg megszaktsokra? Ez az els krds, ami mindenkiben felmerl. Egy szmtgp nagyon sok mindent intz, kezel - gy tnik - egy idben. Ha nem lenne a megszakts lehetsge, akkor a processzornak egyfolytban vrakoz ciklusban kellene mkdnie. Egyfolytban ellenriznie kne, hogy lenyomtak-e egy billentyt, vagy kldtt-e valamit az egyik port, vagy hogy a monitor jelez-e valamit. Ez a munkastlus borzaszt pazarls lenne. A processzor az ideje nagy rszt ezekkel a krdezgetsekkel tlten: pldul ha rkig nem tnk le billentyt, akkor is egyfolytban, minden ciklusban megnzn, hogy le van-e nyomva valamelyik billenty.

A megszaktsoknl a processzor flbeszaktja (interrupt = megszakt, flbeszakt) ppen foly munkjt, s pldul megjelent egy jelet a kpernyn, vagy beolvassa, milyen billentyt tttnk le. Egy billenty letse mindig megszaktst vlt ki, a processzor abbahagyja munkjt s megnzi, hogy mit tttnk le, ezutn elvgzi az ebbl kvetkez mveleteket, majd visszatr az eredeti programhoz, s ott folytatja, ahol abbahagyta. Ehhez a processzornak tudnia kell, hogy hol is hagyta abba a munkt. Erre szolgl az gynevezett verem (angolul: stack). A verem valban gy mkdik, mint az igazi verem. Ez egy olyan trolhely, amibe fellrl" lehet pakolni, s amit jonnan betesznk, az mindig az utoljra betett adat fl kerl. Kivenni az adatokat mindig fordtott sorrendben lehet: elszr azt vehetjk ki, amit legutoljra tettnk be.

Visszatrve a megszaktsokhoz, elkpzelhetjk gy is, mint aszinkron alprogramfeldolgozst". Mit is jelent ez? Aszinkron, mert nem tudjuk, hogy mikor fog fellpni, mikor hajtdik vgre (pldul nem tudjuk, hogy mikor fogunk letni billentyt), s alprogram, mert amikor elindul, mindig ugyanazt a rutint hajtja vgre.


A PC-kben ktfle megszakts van: az egyik a hardvermegszakts, a msik a szoftvermegszakts. A hardvermegszaktsok a klnbz hardverelemekhez vannak hozzrendelve. A 8088/8086-os PC-kben az Interrupt 2 az alapkiszerelsben legtbbszr a bvtsek szmra van szabadon hagyva. Az AT-ben jobbak a bvtsi lehetsgek, ott mg ngy megszaktscsatorna ll rendelkezsre. A 2-es s a 7-es kzti csatornk nha szabadon hasznlhatk klnbz clokra a megfelel DIP kapcsolllsokkal vagy tktsekkel belltva. Az IRQO s IRQ 1 megszaktsok minden esetben az idzt s a billentyzet rszre vannak fenntartva.

Ha egy hardverelem megszaktst kr, akkor a fut program vgrehajtsa abbamarad, a processzor a megszaktsvektor megfelel helyrl kikeresi a megszaktsi rutin cmt, majd vgrehajtja. A PC hardvermegszaktsok vektorait a 2-3. tblzatban foglaltuk ssze.

2-3. tblzat. A PC hardvermegszaktsai

Hardvermegszakts Megszaktsvektor

IRQO Idzt 08hIRQ1 Billentyzet 09hIRQ2 Szabad OAhIRQ3 Soros port 1 OBhIRQ4 Soros port 2 OChIRQ 5 Merevlemezvezrl ODhIRQ6 Hajlkonylemezvezrl OEhIRQ 7 Prhuzamos port OFh

A szoftvermegszaktsokat a BIOS vagy a DOS vltja ki s nem a klnbz hardverelemek, hanem bizonyos funkcik. gy pldul a CTRL+ BREAK billentyzetkombinci okozz# a 23h megszaktst.

A megszaktsoknak elre meghatrozott prioritsa van. Legnagyobb a prioritsa a nem maszkolhat megszaktsoknak. Ezeket angolulNMI- nek (Non Maskable Interrupt) nevezzk, s azt jelenti, hogy nem lehet a megszakts vgrehajtst letiltani. [A CTRL + BREAK ltal okozott megszaktst pldul le lehet tiltani (maszkolni) s akkor hiba nyom-


juk le ezt a kt billentyt, a fut program nem szakad flbe.] NMI-t okoz a memriban fellp paritshiba, vagy a trsprocesszor hibja. A maszkolhat megszaktsok sorrendjben els az idzt (Timer), az utols pedig a nyomtatport (prhuzamos port).

Ahogy mr sz volt rla, az AT-ben kt megszaktskezel ll rendelkezsre. A kt vezrl egymssal gynevezett master-slave (mes- ter-szolga) kapcsolatban van. Az els vezrl lesz a master s a 2-es megszakts segtsgvel kommunikl a msik, azaz a slave vezrlvel. Az eredeti 2-es megszakts pedig tkerlt a 9-es helyre (lsd 2-4. tblzat).

2-4. tblzat Az AT hardvermegszaktsai

Hardvermegszakts Megszaktsvektor

Master:

IRQO Idzt 08hIRQ 1 Billentyzet 09hIRQ2 Slave kommunikci OAhIRQ3 Soros port 1 OBhIRQ4 Soros port 2 OChIRQ5 Prhuzamos port 1 ODhIRQ6 Hajlkonylemezvezrl OEhIRQ7 Prhuzamos port 2 OFh

Slave:

IRQ8 Vals idej ra 70hIRQ9 thelyezett IRQ2 71hIRQ 10 Szabad 72hIRQ 11 Szabad 73hIRQ 12 Szabad 74hIRQ 13 Trsprocesszor 75hIRQ 14 Merevlemezvezrl 76hIRQ 15 Szabad 77h


2.2.1. A 8259A megszaktsvezrlA 8259A megszaktsvezrl (tbb cg is gyrtja: Intel, AMD, Harris) klnbz processzorokkal is egytt tud mkdni, ezrt tbb klnbz mkdsi mdja is van. A 8259A nem csak a 8088/8086/80286- os processzorokkal kpes dolgozni, hanem a 80 80/80 85-s processzorokkal is. Ez utbbiak a PC/AT processzorok 8 bites eldjei, de nem kompatbilisek azokkal s nem hasznljk ket IBM kompatbilis szmtgpekben.

INTA INT DIP

D7-D0Vezrl logika

CAS0-HKoszk* puffer/ kompa- rjtor

1.

Priorits-rtkel

Megszoktaskrs-*- IR

IR IR

IRQO IRQ 1

C5cWRcScD7 C

D5cd4od3cD*CD|=QoC

CAS0CCAS1C

GNDC

12345678910 11 12 13 U

8258A

2827262524232221201918171615

3Vcc3A 03INTA3R73IR63IR53IR43IR33IR 23IR1DfRO IN T _3SP/ENDCAS2

negisz- tr IRIRi

IR co CO m co CM 8cn 00 CD


2-9. tblzat. A 82C206 perfravezrl rintkezi s azok funkcii

Lb Jelzs I/O Funkci

75 Vcc Tpfeszltsg-ellts (5 V)76-84,I-4II-5

IRQ 15-IRQ1 I Megszaktskrs bemenetek

A23-A17 o Cmvezetkek a DMA lapregiszter rszre12 Vss Fldels13 XA16 o Cmvezetk a DMA lapregiszter rszre; csak

8 bites DMA ciklusokban szksges14 PWRGD I Power Good (tpfeszltsg rendben). A tpegy

sg megfelel vezetke van idektve. A jel 1, ha a CMOS RAM-hoz s az rhoz hozz lehet frni. Egybknt a 82C206 lekapcsolja az adat- cm- s vezrlvezetkeket, mert a tpegysg valsznleg hibs.

15 /PSRSTB I Ez a bemenet a bels regiszterek alapllapotba vitelre szolgl a tpfeszltsg bekapcsolsa utn. Legtbbszr az rramforrshoz (akkumultor) csatlakozik.

16 /INTA I Interrupt Acknowledge, megszakts nyugtz jel. A processzor nyugtz jele egy megszaktskrsre.

17 TEST I A bemenetre adott 1 a bels regiszterek mkdsnek tesztelst indtja el. Egybknt a bemenet alacsony szinten van.

18 RESET I/

A bemenetre adott magas jellel az ramkrt kiindul helyzetbe lehet hozni. A megszakts- s DMA vezrlk alaphelyzetbe llnak.

19 OUT2 o A 2-es szmll (Tmer2) kimenete; feladata a memriafrissts.

20 OUTI o Az 1-es szmll (Timeri) kimenete; hangszrvezrls.

21 SCLK I Clock Input. Ezen a bemeneten kapja a tok az rajelet a DMA mveletekhez. A konfigurcis regiszterben lehet belltani, hogy ezt az rajelet felezze, vagy egy az egyben alkalmazza a DMA vezrl.

22 GATE2 I A 2-es szmll Gate bemenete.

(2-9. tblzat folytatsa)


Lb Jelzs I/O Funkci

23 TMRCLK I Timer Clock. A szmllk rajelnek bemenete.24-31 XD7-XD0 I/O Az adatbusz csatlakozi.32 Vcc Tpfeszltsg (5 V)33 /ACK I Acknowledge vagy MSE (Modul Select Enable).

Ha a bemenet magas llapot, akkor olvashat vagy rhat a vezrl. Egybknt a 82C206 nincs sszektve a rendszerbusszal.

34-43 XA9-XA0 I/O A cmbusz csatlakozi. A kls snnel vannak sszektve. Az XA9 csak bemenetknt mkdik.

44-47 DREQ0-DREQ3 I DMA Request. Ezeken a bemeneteken kmek a perifrik DMA tvitelt.

48-51 /DAC K0-/D ACK3 o DMA nyugtzs. A vezrl ezen kimenetek 0-ra lltsval nyugtzza a perifrik DMA krst (DREQ0-DREQ3).

52 /XIOW I/O I/O Write. Ezt a ktirny csatlakozt a processzor a 82C206 bels regisztereibe val rsra hasznlja. DMA mveletek alatt a csatlakoz a DMA vezrl kimeneteknt szolgl, hogy a vezrl hozzfrhessen a perifrikon lv adatokhoz.

53 Vss Fldels.54 /XIOR I/O I/O Read. A processzor a 82C206 bels regisz

tereinek olvassra hasznlja. DMA mveleteknl a DMA vezrl kimeneteknt a perifrikhoz trtn adatkldsre hasznlatos.

55-57 /DACK7-/DACK5 o DMA nyugtzs (DREQ5-DREQ7)58-60 DREQ7-DREQ5 I DMA krs.61 /DMAMEMR o DMA Memory Read. Ezzel a kimenettel lehet

a memribl olvasni DMA tvitelkor, vagy memria/memria tvitelkor.

62 /DMAMEMW o DMA Memory Write. Hasonl az elzhz, csak a memria rst teszi lehetv.

63 /AEN8 o Address Enable 8. 8 bites DMA tvitelkor a kimenet magas llapotban van, ezzel kzli, hogy az A8-A15 cmbitek kerltek a buszra, amely tmenetileg trolja azokat egy kzbens trolban.



Lb Jelzs I/O Funkci

64 /AEN16 o Address Enable 16. 16 bites DMA tvitelnl magas llapotval jelzi, hogy az A9-A16 cmbiteket kell tovbbtani a busznak.

65 ADSTB16 o Address Strobe 16. 16 bites DMA tvitel esetn (5-7 csatorna) a kimenet magasra lltsval lehet az A9-A16 cmbiteket tmenetileg trol trat [latch) vezrelni.

66 ADSTB8 o Address Strobe 8. 8 bites DMA tvitel esetn (0-3 csatorna) lehet a kimenet magasra lltsval az A8-A15 cmbiteket trol tmeneti trat [latch) vezrelni.

67 TC o Terminal Count. A kimenet magasra ll, ha a DMA folyamat befejezdtt.

68 IOCHRDY I/O I/O Channel Ready. Bemenetknt arra utastja a DMA vezrlt, hogy iktasson be vrakozsi ciklust, hogy a lassabb tr vagy perifria fel tudja dolgozni az adatokat.Kimenetknt alacsony llsban jelzi, hogy a 82C206 egy regiszterhez kzvetlenl hozz lehet frni.

69 HRQ o Hold Request. A kimenetet a DMA vezrl hasznlja, s ezzel jelzi a processzornak, hogy DMA krs van s szeretn megkapni a rendszerbusz vezrlst.

70 INTR o Interrupt. Ezen a kimeneten lehet kzlni a processzorral, hogy egy megszakts ksz a vgrehajtsra.

71 AS I Address Strobe. Erre a bemenetre adott lefuti gondoskodik az adatbuszon rkez adatok kztes trolsrl.

72 OSCI I Oscillator Input. Ezen a csatlakozn kapja meg a vals idej ra a 32,768 Khz-es rajelet.

73 HLDA I Hold Acknowledge. Ezen a bemeneten nyugtzza a processzor, hogy tadta a rendszerbusz vezrlst a DMA vezrlnek.

74 Vcc Tpfeszltsg (5 V)


2.8.3. A 82C206 a gyakorlatbanMint azt mr emltettk, nagyon sok alaplapon tallhat meg az integrlt perifriavezrl (Integrated Peripheral Controller). Sajnos a 82C206 gyakran a fellp hibk egyik forrsa. Ez nem azrt van, mert gyenge minsg, hanem mert sok kimenete kzvetlenl a krtyacsatlakozkhoz van ktve. Ha nem helyesen helyeztk be a krtyt vagy maga a krtya hibs, akkor knnyen tnkreteheti a perifriavezrlt is. Azt, hogy a perifriavezrl meghibsodott, nem is olyan knny detektlni, hiszen legtbbszr csak egyes elemei mennek tnkre, pldul csak a DMA vezrl rsz romlik el, s nem az egsz.

A tok kicserlshez kell nmi btorsg. A tokot nagyon vatosan kell kiszedni a foglalatbl, mert elg knnyen meghajolhat, ami nem igazn tesz jt neki. Ezrt legjobb egy apr csavarhzval amennyire csak lehet a tok al nylni s gy kiemelni. Sosem szabad kt csavarhzval prblkozni a kt sarknl, mert azt a foglalat nem brja.

Az j tok behelyezsnl arra kell gyelni, hogy a levgott sarok a foglalat levgott sarkhoz kerljn, mert akkor van j helyen minden rintkez. Klnben szinte biztos, hogy a tok tnkremegy.

Elfordulhat, hogy a tok nem hibsodik meg, mgis ki kell venni, legtbb esetben azrt, hogy a CMOS RAM-ot trljk. Ez a helyzet pldul, amikor olyan konfigurcis hiba van, hogy a setup sem indul el. Ugyanez a teend akkor is, ha a setupban belltott jelszt elfelejtettk. Az egyetlen, ami segt, ha a CMOS RAM-ot trljk. Ezt pedig csak gy rhetjk el, hogy az egsz tokot kiszedjk. Nmely alaplapon ppen ezen problmk megoldsnak megknnytsre tallhat egy tkts (Discharge jelzssel), melynek egyszer rvidre zrsval a CMOS RAM-ot trlni lehet. Tulajdonkppen ezt az eljrst kell alkalmazni olyan esetekben is, ha az ra/RAM elem az alaplapon kln tallhat.

A 82C206 rvid idej kiemelse azonban nem elegend. Ha biztosra akarunk menni, akkor a kiemelt tokot nhny percre egy anti- sztatikus vezet lapra kell helyezni, mint ahogyan a CMOS RAM a gyri csomagolsban is van.


MWWWWWWOfWM^WWWWt:

':':''...... .V:'.V7/v *" ....... .......V'.C .': I. j ^ : * \ *4>\j>%?:[:::tfVf;';^ .' . .'*: :;* * . : -. -X v X J *X flfr ! j t ! jaji*1 teX ; Afr;:; Afr * W ' ^ [ : f r ' ^ X ba -' frlaX^ja! ' iiifeXAX*ffiy I t f ; ;3fr V ^ S S ^ y y " ^ . - .v a w j Iv X v !

2-27. bra. A 82C206-os perifriavezrl tokja

2.9. A PC memriaelemeiAz eredeti IBM PC 256 Kbyte-os memrija akkoriban gigantikus mretnek tnt. Manapsg, Windowsos idkben a 4 Mbyte memria sem tl nagy, st... Az OS/2 felhasznlk pedig tudjk, hogy igazn jl dolgozni csak 8 Mbyte RAM-mal lehet (minimum!).

A memria, munkatr vagy RAM (Random Access Memory = vletlen elrs memria) - mindegy, hogy nevezzk - arra szolgl, hogy adatainkat, programjainkat munknk sorn ott troljuk. Ezek az adatok a gp kikapcsolsa utn elvesznek. Ezzel ellenttben lteznek ROM-ok (Read Only Memory = csak olvashat memria), amelyek tartalma nem trlhet s nem mdosthat. Ilyen memrija van a BlOS-nak vagy a billentyzetvezrlnek.


A munkatr a PC-kben dinamikus RAM-okbl (DRAM) pl fel. Ez azt jelenti, hogy meghatrozott idnknt (pl. minden 15 jus-ban) egy frisst impulzust kell kapnia ahhoz, hogy ne vesztse el tartalmt. Ennek az az oka, hogy egy-egy bit trolst tulajdonkppen egy-egy kondenztor vgzi. Ez a kondenztor pedig egy id mlva kisl, s elveszti tartalmt. Persze ezek a kondenztorok nagyon kicsik, elg ha abba belegondolunk, hogy hny bit van egy 4 Mbyte-os modulban, s az a modul mekkora. A statikus RAM-oknak (SRAM) nincs szksgk frisstsre.

A trkezels igen bonyolult, de mindenesetre terjedelmes tma, ezrt itt csak rintlegesen foglalkozunk vele. A PC-k trfelosztsrl, a DOS trkezelsrl, a trgyorstsi mdokrl, a statikus s dinamikus RAM v a la m in t a cache memria mkdsrl bvebben olvashat a PC-M- h e l y 3. ktetben.

A PC snrendszerei

A processzort s az egyes ramkrket valahogyan ssze kell ktni. Erre szolglnak a PC klnbz snrendszerei, az adat-, a cm- s perifriasn. Ezeknek az sszekttetseknek az idk folyamn klnbz megoldsai alakultak ki. Ennek az az oka, hogy az eredeti IBM PC-ben kialaktott snrendszer a ksbbi, gyorsabb processzorok szmra mr nem volt elgsges. Az alapvet dilemma - mr megint - a kompatibilits volt. Megtartsk-e az elz rendszerekkel val kompatibilitst s ezzel az elz rendszerek minden htrnyt vagy alaktsanak ki teljesen j koncepcit, ekkor viszont le kell cserlni a mr bevett, sok helyen hasznlt perifrikat? Nem hiszem, hogy erre a krdsre egyrtelm vlaszt lehetne adni.

1. A PC bvthelyeiA 8088/8086-os processzorral felszerelt PC-kben a gyrttl fggen2-6 bvthely llt rendelkezsre. A csatlakozhelyeket angolul siinak neveztk, s 62 rintkezbl llt, amelyk kt sorban (31-31) voltak elhelyezve. A csatlakozkhoz a 8 bites adatbusz, a 20 bites cmbusz, DMA s megszaktsvezetkek, valamint nhny vezrlvezetk kapcsoldott. Tipikus kipts volt a grafikus krtyval, merevlemezvezrl krtyval s portkrtyval elltott PC. Ez a kialakts is nagyban hozzjrult a PC akkori sikerhez. Mindenki sajt ignye szerint cserlhette, bvthette krtyit - a PC alkalmazkodott az egyni elvrsokhoz. Az alaplapon s a krtykon lv elemek minden tovbbi nlkl tudtak egyttmkdni.


A PC bvthely rintkezi

Mindegyik bvthelynek ugyanolyan volt a csatlakozkialaktsa, minden vezetk minden csatlakozhelyen megtallhat volt. Ezrt aztn teljesen mindegy volt, hogy melyik krtyt hova tesszk - elvileg. A gyakorlatban ugyanis elfordult, hogy pldul a grafikus krtyt zavarta a tpegysg, ezrt azt a lehet legtvolabb kellett tenni a tptl, de elfordult az is, hogy kt krtya zavarta egymst.

Azt, hogy egy jel ki- vagy bemenet-e, az alaplap szempontjbl vizsgljuk. Ha teht egy jel az alaplap fel visz informcit, akkor bemenet.

3-1. tblzat. A PC bvthely rintkezi

A krtya hts oldala

rintkezjele Jelzs

rintkezjele Jelzs

B1 GND A1 /IO CH CKB2 RS DRV / A2 D7B3 + 5 V A3 D6B4 IRQ2 A4 D5B5 -5 V A5 D4

B 6 DRQ2 A6 D3

B 7 -12 V A 7 D2B8 RESERVED A8 D l

B 9 + 12 V A9 DOBIO GND A10 IO CH RDYB ll /MEMW A ll AENB12 /MEMR A12 A19B13 /IOW A13 A18B14 /IOR A14 A17B15 /DACK3 A15 Al

A PC snrendszerei 89


A krtya hts oldala

rintkezjele Jelzs

rintkezjele Jelzs

B16 DRQ3 Al A15B17 /DACKI A17 A14B18 DRQ1 A18 A13B19 /REFRESH A19 A12B20 CLK A20 A llB21 IRQ 7 A21 A10B22 IRQ6 A22 A9B23 IRQ 5 A23 A8B24 IRQ4 A24 A 7B25 IRQ3 A25 A6B26 /DACK2 A26 A5B27 T/C A27 A4B28 ALE A28 A3B29 + 5 V A29 A2B30 osc A30 A1B31 GND A31 AO

A krtya forrasztott oldala A krtya szerelsi oldala

I/O CH CK: Input/Output Channel Check. Bemenet. Ki/bemenetcsatorna-ellenrzs. Az rintkezre adott alacsony jellel kzlik az alaplappal a bvtkrtya hibjt. Ilyen hiba lehet pldul a paritshiba.

D7-D0: Adatvezetk. Ktirny. A DO a legalacsonyabb helyirtk bit (LSB), a D7 a legmagasabb (MSB).

I/O CH RDY: Input/Output Channel Ready. Bemenet. Erre a csatlakozra adott alacsony jellel kri egy egysg a processzort vagy a DMA vezrlt, hogy tbb vrakozsi ciklust iktasson be.

\laplapok, snrendszerek, konfigurls 90

AEN:

A19-A0:

GND: RS DRV:

5V:IRQ 2:

-5 V: DRQ2:

-12 V: Reserved:

+ 12 V: /MEMW:

/MEMR:

Address Enable. Kimenet. Magas llapotban a DMA vezrli a snrendszert, alacsony llapotban a processzor. Cmvezetkek. Kimenetek. AO a legkisebb helyi rtk (LSB), A19 a legmagasabb (MSB) helyi rtk bit. A jeleket a DMA vezrl vagy a processzor adja. Az A0-A9 vezetkeket I/O cmzsre is hasznljk.Ground. Fldels.Reset. Kimenet. Az rintkezn lv magas jel hatsra az alaplap sszes eleme s az sszes krtya alapllapotba ll. A tpegysg 5 V-os jele.Interrupt Request 2. Megaszaktskrs. Bemenet. Ezen a csatlakozn a bvtkrtyk kzlik az alaplappal megszaktsi ignyket magas jel adsval. Csak a 2-es vagy magasabb szm csatorna szabad, a 0-t a szmll, az 1-et a billentyzet foglalja le. Ezeknek nincs is kivezetse a bvthelyen.A tpegysg -5 V-os feszltsge.DMA Request. DMA krs. Bemenet. A csatlakozra adott 1-gyel jelzik a bvtkrtyk, hogy a 2-es DMA csatornra ignyt tartanak. Ezt a csatornt a lemezmeghajtk hasznljk.A tpegysg -12 V-os feszltsge.Ezt a csatlakozt ltalban nem hasznljk. Nhny PC- nl azonban Card Select nvvel illetik. Ekkor arra szolgl, hogy a 8. bvthelyre helyezett krtyt kzvetlenl lehessen megszltani. Ez csak az eredeti IBM PC-knl lehetsges.A tpegysg 12 V-os jele.Memory Write. Memriars. Kimenet. Alacsony jellel kzlik a krtykkal, hogy a DMA vezrl vagy a processzor a megcmzett memrira akar rni.Memory Read. Memriaolvass. Kimenet. Alacsony jellel kzlik a krtykkal, hogy a DMA vezrl vagy a processzor a megcmzett memrirl olvasni akar.


/IOW:

/IOR:

/DACK3:

DRQ3:/DACKI:DRQ1:

/REFRESH

CLK:

IRQ7-IRQ3:

/DACK2:T/C:

ALE:

OSC:

Input/Output Write. Ki/bemenet rs. Kimenet. Alacsony jellel kzlik a krtykkal, hogy a processzor vagy a DMA vezrl a megadott portra rni akar. Az adatbuszon lv rtkeket az I/O portnak kell elvennie.Input/Output Read. Ki/bemenet olvass. Kimenet. Alacsony jellel kzlik a krtykkal, hogy a processzor vagy a DMA vezrl a megadott portrl olvasni akar.DMA Acknowledge. DMA nyugtzs. Kimenet. A DMA vezrl a /DACK3 alacsony llapotval nyugtzza a DRQ3 jelet. Ezutn lehet elkezdeni az tvitelt, lsd DRQ2. A 3-as csatornt a merevlemez hasznlja, lsd /DACK3.lsd DRQ2. Az 1-es csatorna legtbbszr szabadon felhasznlhat.Frissts. Kimenet. Alacsony jel a RAM frisstst kri. Szoktk /DACKO-nak is nevezni.Clock. Snrendszer rajel. Kimenet. Az ISA rendszerekben tbbnyire 8,33 MHz. Az eredeti PC-ben az oszcilltorfrekvencia harmada: 4,77 MHz.Interrupt Request 3-7. Megszaktskrs. Bemenet. A csatlakozra adott magas jellel tudnak a krtyk megszaktst krni. A 3. csatorna a msodik soros port, a4-es az els soros port, az 5-s a merevlemez, a 6-os a hajlkonylemez, a 7-es pedig a prhuzamos port. Legnagyobb prioritsa a 0. csatornnak van. lsd/DACK3.Terminal Count. tvitelvgjel. Kimenet. Magas impulzus jelenik meg, hogyha a beprogramozott szm DMA adat tment, s a DMA tvitel lezrdott.Address Latch Enable. Kimenet. Ha az ALE jel magas, akkor a cmbuszon j cm jelent meg. Oszcilltorfrekvencia. Kimenet. Ezen a kimeneten adja az alaplap a 14,31818 MHz-es frekvencit. Erre az alaplapon a szmllnak van szksge, a CGA sznes grafikus krtya is ezt hasznlja.


3.2. Az AT bvthelyeiAz AT szmtgpekben a PC-hez kpest 36-tal tbb rintkez van. Az AT bvthely teht egy (majdnem) vltozatlan PC bvthelybl s a 16 bites krtykhoz tartoz aljzatbl ll. Az AT bvthelyet ksbb szabvnyostottk - sajnos nem elg szigoran, ezrt elfordulhatnak az alaplap s a bvtkrtya kztt idztsi konfliktusok. A szabvny szerint ezt a csatlakozst ISA Bus (Industry Standard Architecture) nvre kereszteltk.

Azta a szmtgpek rajele mr elri a 100 MHz-et is, a 16 bites kapcsolat mr nem kielgt. Az ISA sn rajele csupn 8,33 MHz. Ezrt a gyors gpeknek az ISA lett a szk keresztmetszete. A gyors processzornak tbb vrakozsi ciklust kell beiktatnia mkdsbe ahhoz, hogy a nla sokkal lassabb snrendszerrel kommuniklni tudjon. Ez a problma vezetett a helyi sn s a PCI koncepci kialaktshoz, amelyek 32 bites kapcsolatot ltestenek a perifrik s az alaplap kztt.

Az AT bvthely rintkezi

Az AT -ben ltalban tbb AT bvthely s legtbbszr egy hagyomnyos PC bvthely van elhelyezve, amelybe a soros/prhuzamos portkrtyt szoks tenni. A PC bvthely lerst mr az elz fejezetben megadtuk, gy itt csak a vltozsokkal s bvtsekkel foglalkozunk.

A PC bvthelyben mg foglalt B8 vezetk az AT-ben a gyors trakkal val kommunikcira szolgl. Ha ez a jel 0, akkor a processzor vrakozsi ciklus nlkl kezeli az adott trat.

Az IRQ2 jel (B4) IRQ9 lett, mert az AT-ben az IRQ2 a msik megszaktsvezrlvel val kapcsolattartsra szolgl. A rgi IRQ2-t helyettesti az IRQ9.

Az AT-ben ktfle memriar s -olvas jel van. A PC slotban megtartott /MEMW s /MEMR a hagyomnyos kis trral (1 Mbyte, PC zemmd) val foglalkozshoz kell, s jelket egsztettk ki egy S" betvel (Small = kicsi). Az j jel az AT bvthely-kiegsztsen van.


Az AT kiegsztsben 36 rintkez van, szintn kt sorban elhelyezve. A cmvezetkek bvtsvel (LA17-LA23) az AT 16 Mbyte trat kpes megcmezni. Az j adatvezetkekkel (SD8-SD15) 16 bites kommunikcira nylt lehetsg.

A bvtett megszakts s DMA csatornk vezrlse is a kiegsztsben tallhat, de mkdsk megegyezik a mr megismerttel. Tovbb a 16 bites kommunikcihoz szksg volt nhny j vezrljelre is.

3.2. tblzat. Az AT bvthely rintkezi

Hts oldal (PC bvthely)

rintkezjele Jelzs

rintkezjele Jelzs

B1 GND A1 /IO CH CKB2 RS DRV A2 D7B3 +5 V A3 DB4 IRQ9 A4 D5B5 -5 V A5 D4B6 DRQ2 A6 D3B7 -12 V A7 D2B8 /OWS A8 D lB9 + 12 V A9 DOBIO GND A10 IO CH RDYB ll /SMEMW A ll AENB12 /SMEMR A12 A19B13 /IOW A13 A18B14 /IOR A14 A17B15 /DACK3 A15 AlB16 DRQ3 Al A15B17 /DACKI A17 A14

B18 DRQ1 A18 A13



Hts oldal (PC bvthely)

rintkezjele

Jelzs rintkezjele

Jelzs

B19 /REFRESH A19 A12B20 CLK A20 A ll

B21 IRQ 7 A21 A10B22 IRQ 6 A22 A9

B23 IRQ 5 A23 A8B24 IRQ 4 A24 A 7B25 IRQ 3 A25 A6

B26 /DACK2 A26 A5

B27 T/C A27 A4B28 ALE A28 A3

B29 + 5 V A29 A2

B30 OSC A30 A1

B31 GND A31 AO

AT bvthely-kiegszts

rintkezjele

Jelzs rintkezjele

Jelzs

Dl /MEM CS16 Cl /SBHED2 /I-O CS 16 C2 LA23D3 IRQ 10 C3 LA22D4 IRQ 11 C4 LA21

D5 IRQ 12 C5 LA20D6 IRQ 15 C6 LA19D7 IRQ 14 C7 LA18D8 /DACKO C8 LA17D9 DRQO C9 /MEMR



AT bvthely-kiegszts

rintkezjele Jelzs

rintkezjele Jelzs

D10 /DACK5 CIO /MEMWD ll DRQ5 C ll SD8D12 /DACK6 C12 SD9D13 DRQ6 C13 SD10D14 /DACK7 C14 SD11D15 DRQ7 C15 SD12D16 + 5V C16 SD13Dl 7 /MASTER C17 SD14D18 GND C18 SD15

A krtya forrasztott oldala A krtya szerelsi oldala

/SBHE: System Bus High Enable. Kimenet. Az alacsony llapotjelzi, hogy adatok vannak a fels adatvezetkeken (SD8- SD15) is, teht 16 bites adatrl van sz.

LA23-LA17: Cmvezetk. Kimenet. A 17-19 vezetkek tulajdonkppen az AT sloton s a PC sloton is megtallhatk. Az A17-19 s LA-17-19 jelek egymshoz kpest egy fl rajellel el vannak cssztatva. Erre a 8088-as multiplexlt cm/adat rendszere, illetve az ahhoz val kompatibilits miatt van szksg. A 286-osban mr nincs multiplex- ls, hanem kln vezetkek vannak.

/MEMR: Memory Read. Memriaolvass. Kimenet. A vezetkenlv alacsony jel mutatja, hogy a processzor vagy a DMA vezrl a 0-16 Mbyte memriaterletrl akar olvasni. Az /SMEMR jel csak a 0-1 Mbyte terletre vonatkozik.

/MEMW: Memory Write. Kimenet. Hasonlan az elzhz, csaka 0-16 Mbyte memriarst jelzi.

SD8-SD15: Adatvezetkek. Ktirny. A 16 bit fels 8 bitjt tovbbtja.


/MEM CS16:

l-O CS16:

IRQlO-12,14,15:

/DACKO:

DRQO:

/DACK5-7:DRQ5-7:

+ 5 V:/MASTER

GND:

Memory Chip Select 16. Bemenet. A jelet a krtynak kell alacsonyra lltani, ha a memriaadatokat 16 bites tvitellel kri. Ha nem lltja idben alacsonyra, akkor az tvitel csak 8 bites lesz. Input/Output Chip Select 16. Bemenet. Hasonl az elzhz, csak nem memriaadatokrl, hanem 1/ O adatokrl van sz.Interrupt Request Bemenetek. A krtyk ezeken a vezetkeken jelzik a megszaktsvezrlnek megszaktsi ignyket a megfelel csatornn. A 8-as csatorna a vals idej r - foglalt, a 9-es csatorna az thelyezett 2-esnek felel meg. A 10-12. s 15. csatornk rendszerint nem foglaltak, szabadon felhasznlhatk. A 13. csatorna a trsprocesszor, a 14-essel a merevlemez-vezrl rendelkezik.DMA Acknowledge. Kimenet. A 0. DMA csatorna krsnek nyugtzsa (alacsony). A PC-vel ellenttben ez a csatorna szabad, nem a memriafrisstst szolglja.DMA Request. DMA krs. Bemenet. A 0. DMA csatornnak a krse (magas), lsd /DACKOlsd DRQO. Ez a hrom DMA csatorna ltalban szabad. Az adattvitel 8 vagy 16 bites lehet a DMA csatorntl fggen.A tpegysg +5V-os feszltsgjele.Bemenet. Ezzel a jellel egy kls processzor veheti t a sn vezrlst. Ezt a kls processzort ebben az esetben snvezrlnek, angolul busmasternk nevezzk. A /MASTER jel 0 llapotval jelzi a snvezrl, hogy tvette a vezrlst. A snvezrl15 s-nl tovbb nem lehet aktv, klnben a memria nem frissl s elveszti tartalmt.Fldels.


3.3. Cmek az ISA rendszerbenAz alaplapon lv elemek illetve a bvthelyeken lv perifrik cmzsre ktfle eljrs ltezik. A memriacmzsnl az egyes hardverelemekhez meghatrozott cmterleteket rendelnek. Az elem egyes regisztereire mint memriacellkra lehet hivatkozni a rendszer cmvezetkein. Ezt az eljrst memory mapped //O-nak (memriatrkpes I/O) nevezik, s gy mkdik pldul a grafikus memria.

A msik eljrs szerint kln processzorutastsok (s vezrljelek) tartoznak a memria s a perifrik cmzshez. Az I/O terlet gyakorlatilag prhuzamos a memria-cmterlettel. Az eredeti IBM AT-ben ez a terlet 000h-3FFh cmig terjed, teht csupn 1 Kbyte mret, amelynek segtsgvel 1024 port (I/O csatorna) cmezhet meg. A cmzs az A0-A9 vezetkeken trtnik, mg a tbbi cmvezetk I/O hozzfrskor alacsony llapotban van.

A 3FFh feletti terlet kiss problematikus, mert ehhez nem rendeltek semmilyen funkcit. Elvileg jl hangzik, hogy erre az eddig nem hasznlt terletre lehetne tenni a bvtkrtykat. A problma az, hogy nem minden PC (s nem is minden AT) kpes ezt a terletet kihasznlni. Es semmilyen szably nincs arra, hogy melyik tudja s melyik nem. Csak magunk bizonyosodhatunk meg errl a cmvezetkek megvizsglsval, ami persze nem egyszer dolog. rni kell egy programot, amely a 3FFh feletti I/O cmet cmzi meg, kzben pedig egy oszcilloszkppal kell figyelni a cmvezetkeket. Ha azt tapasztaljuk, hogy csak az A0-A9 vezetkeket dekdolja a gp, azaz az A9 feletti vezetkek mindig alacsony llsban vannak, akkor nincs esly arra, hogy olyan krtyval mkdni fog a gp, amely a fels I/O cmeket hasznlja. A legtbb esetben azt tapasztaljuk, hogy a 3FFh feletti cmeket a szmtgp lekpezi a 0004-3FFh tartomnyra. Ha pl. a 400H-as portcmre adatot kldnk, azt valjban a 0004 cmen lv DMA vezrl 0 csatorna kapja meg.


3.3.1. Portcmek az ISA rendszerbenA OOOh-OFFh terletet a bels rendszerelemek hasznljk, a fels terletet (100h-3FFh s esetleg feljebb) a bvtkrtyk. A nem teljes kr cmdekdols az oka annak, hogy nmely regiszter tbb helyen is megtallhat. A DMA vezrl pldul csak a OOOh-OOFh terletet hasznlja, ennek ellenre a 000h-01Fh terlet van szmra lefoglalva. A DMA llapotregiszter pedig a 08h s a 018h cmen egyarnt elrhet.

A 3-3. tblzatban foglaltuk ssze az egyes cmekhez tartoz elemeket. Feltntettk a lefoglalt rszeket is, mert ha ilyen helyre prbljuk pldul egy bvtkrtya cmt helyezni, az gyakran a rendszer sszeomlshoz vezet. Ezeken a ltszlag szabad I/O cmeken lehet a korbbi fejezetben emltett chipek regisztereihez is hozzfrni.

3-3. tblzat. Az ISA portcmei

I/O cm Funkci PC-ben vagy AT-ben

000-01F DMA vezrl, AT-ben els DMA vezrl020-03F Megszaktsvezrl, AT-ben els megszaktsvezrl040-05F 8253 szmll, 8254 AT-ben060-06F PIO 8255, billentyzetvezrl 8042 AT-ben070-07F PC: szabad, AT: vals ra, NMI maszkolbit080-09F DMA lapregiszter0A0-0BF PC: NMI maszkolbit, AT: 2. megszaktsvezrl0C0-0DF PC: szabad, AT: 2. DMA vezrl0F0-0FF PC: szabad, AT: trsprocesszor100-1EF PC: fenntartott, AT: szabad1F0-1F8 PC: szabad, AT: merevlemez-vezrl1F9-1FF Szabad200-20F Game port (Joystick)210-217 Bvtegysg220-24F Fenntartott250-277 Szabad278-27F PC: szabad, AT: msodik nyomtatport280-2EF Szabad2F8-2FF Msodik soros port300-31F Prototpuskrtya320-32F Merevlemez-vezrl



I/O cm Funkci PC-ben vagy AT-ben

330-377 Szabad378-37F Els nyomtatport380-38F SLDC-port vagy msodik BISYNC-port390-39F Szabad3A0-3AF Els BISYNC port3B0-3BF Monokrm grafikus krtya (MDA), prhuzamos port vagy Hercules

grafikus krtya3C0-3CF EGA grafikus krtya3D0-3DF CGA grafikus krtya3E0-3EF Szabad3F0-3F7 Hajlkonylemez-vezrl3F8-3FF Els soros port400-FFFF Nincs definilva

3.3.2. Memriacmek az ISA rendszerbenA memriaterlet a OOOOOh-tl az FFFFFh cmig terjed, ez 1 Mbyte memrit jelent. A felhasznlk szmra azonban csak a 9FFFFh (640 Kbyte) cmig hasznlhat. Az efltt fekv memriaterletet a rendszer-BIOS, a grafikus krtya BIOS-a s azok memrii foglaljk el. A PC kiptstl fggen egyb rendszerbvtsek is elhelyezkedhetnek itt, pldul egy SCSI adapter BIOS-a.

A rendszer-BIOS mindig az FFFFFh cmen fejezdik be. Als cme vltozhat: a 2764 EPROM tusnl FEOOOh, 27512-EP(ROM) tpusnl FOOOOh.

Az adapterszegmenst rszben lehet rnyk RAM-knt hasznlni, ha erre lehetsg van. Tovbb a DOS 5.0 vltozattl kezdve az opercis rendszer rutinjait, valamint trrezidens programokat is lehet erre a fels memriaterletre helyezni. Az igazi" felhasznlnak tisztban kell lennie a trkiosztssal, hogy a memriakezel programokat, klnsen az EMS ablakok kezelst, a trrezidens programokat biztonsggal tudja hasznlni, s ne fordulhasson el memriasszeakads".

3-4. tblzat. Memriacmek az ISA rendszerben

Alaplapok, snrendszerek, konfigurls 1 0 0

Hexa cm Felhasznls00000h-0003Fh 00040h-0007Fh 00080h-000FFh 00100h-003FFh 00400h-004FFh 00500h-005FFh 00600h-9FFFFh AOOOOh-AFFFFh B0000h-B7FFFh B8000h-BFFFFh C0000h-C7FFFh C8000h-C9FFFh CAOOOh-DFFFFh EOOOOh-EFFFFh FOOOOh-FFFFFh

1OOOOOh-?

ltalnos s hardvermegszakts-vektorokBIOS megszaktsvektorokDOS megszaktsvektorokltalnos s hardvermegszakts-vektorokBIOS adattrDOS adattrSzabad a felhasznli programok szmra EGA/VGA Video-RAMMonokrm Video-RAM (MDA) vagy EGA/VGA Video-RAM CGA/Hercules Video-RAM vagy EGA/VGA Video-RAM EGA/VGA BIOS Merevlemez-vezrl BIOS (SCSI)RAM, EMS ablak ROM bvtkBIOS ROM (EPROM 27512)Maximum 4 Gbyte szabad memria

3.4. Az EISA snrendszerAmikor a 80386 tpusszmmal megjelent a 32 bites processzor, az IBM bcst intett az ISA snnek s helyette kifejlesztette a teljesen ms struktrj mikrocsatorna (MCA) rendszert (lsd kvetkez fejezet). Az MCA rendszer mr nem tudta hasznlni a rgi ISA krtykat, hanem teljesen jakra volt szksg. Ezrt van az, hogy a PS/2 modellek mind sajt krtyt hasznlnak. A krtyk teljes lecserlst ellenzk konzorciumot alaktottak s egy msik 32 bites koncepcit dolgoztak ki, amely alkalmas volt a rgi ISA krtykkal val egyttmkdsre. A konzorcium tagjai voltak pldul a Hewlett-Packard, a Compaq, az Epson, az Olivetti s a NEC, sszesen pedig kb. 50 cg vett rszt benne. Az j rendszert - utalva az ISA-ra - EISA-nak (Extended Industry Standard Architecture) neveztk, amely elnevezs is jelzi, hogy nem teljesen j koncepcirl van sz, hanem a rgi ISA tovbbfejlesztsrl. Az EISA PC minden tovbbi nlkl tudja hasznlni a rgi ISA

A PC snrendszerei 1 0 1

krtykat^ persze azok sszes htrnyval. Ha az EISA PC-be teht csupn ISA krtykat tesznk, akkor nem kapunk jobb gpet az eredeti ISA rendszernl.

3.4.1. Az EISA s ISA kzti klnbsgekElszr - csak cmszavakban - nzzk a vltozsokat:

automatikus szoftveres konfigurci, a DIP kapcsolk helyett, tbb klnbz snvezrl lehetsge, 32 bites adatbusz, 32 bites cmbusz a 24 bites helyett, ezzel a l Mbyte helyett 4 Gbyte

memria cmezhet, 32 bites DMA a 8 s 16 bites helyett, melynek tviteli sebessge 33

Mbyte/s a korbbi 1-4 Mbyte/s sebessggel szemben, a megszaktsvezrl szintvezrelt az ISA lvezrelt rendszerhez

kpest.

Az EISA konfigurlsa sokkal egyszerbb, mint az ISA- volt. Itt mr nem kell DIP kapcsolkkal s tktsekkel bajldni". Ehelyett egy szoftver segtsgvel knnyen lehet a belltsokat elvgezni. Az EISA alaplaphoz szlltjk a konfigurl szoftvert (ECU = EISA Configuration Utility), valamint az EISA krtykhoz is adjk a megfelel adatokat, gy vgl is az egsz konfigurls leegyszersdtt. A konfigurls menetvel bvebben foglalkozik az EISA PC-k konfigurlsa c. fejezet.

A DMA tvitel is jelentsen javult. Az ISA 64 s 128 Kbyte-os blokkjaihoz kpest az EISA rendszerben akr az egsz 4 Gbyte-os tr is kijellhet egy adatblokknak. Hrom j DMA zemmdot is ltrehoztak (A, B s C), mikzben az sszes ISA zemmdot megtartottk.

Az A s B mdok vltoztats nlkl hasznlhatk ISA krtykkal, de a burst md csak EISA krtykkal mkdik. Amg az ISA DMA csatornihoz szigor priorits tartozott, addig az EISA rotcis logika szerint teljesti a krseket. gy nem lp fel az az eset, hogy egy alacsony priorits krs sok magasabb priorits krs miatt csak sok teljesl. Viszonylag rvid id alatt minden krst kiszolgl a vez$:;

3-5. tblzat. Az j DMA zemmdok


DMA zemmd Vltozs az ISA-hoz kpest tviteli sebessg

ABC

Standard

rvidtett memriafzis rvidtett memria- s I/O fzis EISA Burst md (rohan md") ISA kompatbilis md

5 Mbyte/s 8 Mbyte/s

33 Mbyte/s 4 Mbyte/s

Az EISA busz figyelemre mlt tulajdonsga a snhozzrendels lehetsge. Nem csak a processzor s a DMA vezrl irnythatja a snt, hanem egy krtyn teleptett snvezrl is, amely az sszes elemet, memrit, merevlemezt vezrelni tudja. Ezzel a lehetsggel lve nagy teljestmny megosztott intelligencij rendszereket hozhatunk ltre. (Pldul egy i860 RISC processzor teleptsvel.) A snhozzrendelsnek hrom szintje ltezik. Legmagasabb szinten a memriafrissts, alatta az alaplapon lv snvezrl s a legals szinten a tbbi vezrl ll. Az egyes elemek hozzrendelse egy szinten bell a DMA logikhoz hasonlan rotcis elven mkdik.

A 16 csatorns megszaktskezels ugyangy mkdik, mint a hagyomnyos ISA rendszerben. Ugyangy kt vezrl van s a megszaktsvektorok sem klnbznek. Egy dolog javult az EISA rendszerben: a rgi

az EISA-ban szintvezrlssel trtnik ugyanez. Ezzel megsznt az a problma, amely az ISA-ban idnknt fellpett, hogy a vezrl nem rzkelte bizonyos krtyk megszaktskrst. A szintvezrlsnl az egyes elemekhez egy-egy szintet is lehet rendelni, ezltal egy megszaktscsatornt tbb egysg is hasznlni tud.

3.4.2. Az EISA ramkrkszletAz els ramkrkszlet, amely EISA rendszer szerint kszlt s vgl is az alapelrendezs lett, az Intel 82350. Ez a kvetkez elemekbl ll:

82358: EISA snvezrl (EBC = EISA Bus Controller) rajel-elllts, sn s bvthelyjelek ellltsa, cache vezrl irnytsa, adat- s cmpuffervezrls.


82357: Integrlt perifriakezel (ISP = Integrated System Peripheral) DMA vezrl, memriafrisst logika, snhozzrendel logika, megszaktsvezrl, NMI vezrls, szmll

82352: EISA snpuffer (EBB EISA Bus Buffer)A cm- s adatbusz meghajtsra hasznlatos.

Az egsz rendszer szve az EISA snvezrl. Ez az elem kpezi a kapcsolatot a processzor s a sn kztt, valamint felel a megfelel idztsekrt.

A perifriakezel (82357) lltja el az ISA rendszerbl mr ismert DMA s megszaktsfunkcikat, de az EISA snnek megfelel bvtssel, javtssal.

3-1. bra. A 82350 jel EISA ramkrkszlet

Az adat- s cmbusz meghajtsra kt 82352 tpus ramkrt alkalmaznak. A dinamikus RAM vezrlje s a cache memria tulajdonkppen nem tartozik az EISA-hoz.

Ms cgek is gyrtanak EISA rendszert, pl. az Opti cg az Opti-386/ 486WB EISA jelzst, a SiS cg a 85C431/85 C411 jelzst.

3.4.3. Az EISA bvthelyAz EISA krtyk kiegszt csatlakozit rendkvl tletesen oldottk meg. A problma az volt, hogy ugyanannak az aljzatnak alkalmasnak kellett maradnia az ISA krtyk befogadsra, ugyanakkor a nyilvnvalan sokkal tbb csatlakozval rendelkez EISA krtyk befogadsra is.

A csatlakozkat kt sorban egyms alatt (!) helyeztk el. A fels sorban vannak az ISA rintkezk, az als sorban az EISA rintkezi. Az EISA krtyn bevgsok vannak, az aljzatban pedig zrblokkok (lsd


3-2. bra. Egy EISA krtya csatlakozja


ISA-rintkez

Zarblokk

EISA-rintkez

3-3. bra. Az EISA bvthelykialaktsa

3-2., 3-3. bra). Az ISA krtykat, amelyeken nincsenek bevgsok csak addig lehet betolni a zrblokkok miatt, ameddig az ISA rintkezk vannak. Az EISA krtya alkalmas arra, hogy mind az ISA, mind az EISA rintkezk zrjanak.

gy az EISA csatlakoz az ISA-hoz kpest 90 rintkezvel bvlt, de nem mindegyiket hasznljk. sszesen az EISA csatlakozn 188 rintkez van.

3.4.4. Az EISA rintkeziAz ISA rintkezirl mr az elz fejezetben sz volt, ezrt itt csak az j EISA rintkezkrl lesz sz. Ahogy mr korbban is, itt is az alaplap szemszgbl vizsgljuk,, hogy egy rintkez bemenet vagy kimenetknt funkcionl. A fenntartott jelzs rintkezk nincsenek szabvnyostva, gyrttl fggen msra-msra hasznljk. Azokat az egysgeket, amelyek nem snvezrlknt mkdnek, slave-nek nevezik.

Az ISA csatlakoz lersa az elz fejezetben megtallhat. Itt csak az j EISA rintkezk elhelyezkedst mutatjuk be, amelyek a bvthely kialaktsa szerint az ISA rintkezk alatt helyezkednek el.

3-6. tblzat. Az EISA bvthely rintkezi


Hts oldal

Jelzs JelzsGND + 5V /CMD+ 5 V /STARTMFG SPEC EXRDYMFG SPEC /EX32(KEY) GNDMFG SPEC (KEY)MFG SPEC /EX16+ 12 V /SLBURSTM/IO /MSBURST/LOCK W/RFenntartott GNDGND FenntartottFenntartott Fenntartott/BE3 Fenntartott(KEY) (KEY)/BE2 /BEI/BEO LA31GND GND+ 5V LA30LA29 LA28GND LA27LA26 LA25LA24 GND(KEY) (KEY)LA 16 LA15LA14 LA 13+ 5V LA 12+ 5V LA11GND GNDLA 10 LA9LA8 LA 7LA6 GND

A PC snrendszerei 1 0 7

AT kiegszts

Jelzs JelzsLA5 LA4+ 5V LA3LA2 GND(KEY) (KEY)Dl 6 D17D18 D19GND D20D21 D22D23 GNDD24 D25GND D26D27 D28(KEY) (KEY)D29 GND+ 5V D30+ 5V D31/MACKn /MREQNA krtya forrasztott oldala

A krtya fels oldala

(KEY): Az ISA s EISA krtykat elvlaszt" zrblokk./CMD: Command. Kimenet. Ez a parancs szolgl az EISA sn te

mnek szinkronizlsra, a snrajellel egytt. A sn rajele az EISA rendszerben 8,33 MHz.

/START: Ktirny. Az EISA snciklus kezdett jelzi alacsony llssal.

EXRDY: Ktirny. A jel magas llsa jelzi, hogy a megcmzett egysg a pillanatnyi snciklust vrakozsi ciklus nlkl be tudja fejezni.

/EX32: Ktirny. Ha egy EISA egysg (slave) alacsonyra lltja ajelet, akkor azt tudatja, hogy 32 bites adatfeldolgozsra kpes. Ekkor az adatok a D0-D31 vezetkeken tovbbtdnak.

/EX16: Ktirny. Alacsony llssal tudatja egy egysg, hogy csupn16 bites adatfeldolgozsra kpes. Ekkor az adatokat a D0-


W/R:

D 15 vezetkeken tovbbtja 16 bites blokkokban, majd a processzor vagy egy EISA egysg alaktja vissza 32 bites adatokk. Ha sem az /EX16, sem az /EX32 nem aktv, akkor a vezrl ISA ciklussal mkdik.

/SLBURST: Slave Burst. Bemenet. Egy EISA egysg (slave) llthatjaalacsonyra ezt a jelet azrt, hogy jelezze: kpes burst (rohans) ciklusban dolgozni.

/MSBURST: Master Burst. Ktirny. Egy EISA snvezrl jelzi ezzela jellel (alacsony), hogy a kvetkez ciklus burst ciklus lesz.Write/Read. Ktirny. Ha a jel magas, akkor rciklus- rl, ha alacsony, akkor olvasciklusrl van sz.

/BE0-/BE3: Ktirny. Ezzel a ngy jellel jelzi a processzor, hogyppen melyik byte van a 32 bites adatbuszon./BE0=0: D0-D7 /BE1=0: D8-D15 /BE2=0: D16-D23 /BE3=0: D24-D31Ha mind a ngy jele alacsony, akkor 32 bites tvitel van.

LA2-LA16, LA24-LA31: EISA cmvezetkek (Large Address = nagycm). Kimenet. Az LA2-LA16 jelek megfelelnek az A2- A16 jeleknek, azzal a klnbsggel, hogy nem kerlnek be az tmeneti trba (latch). Az LA24-LA31 jelek a legmagasabb cmbyte-ot kpezik, s egytt az A17-A23 jelekkel alkotjk a teljes cmet EISA snciklusban. ISA snciklusban az tmeneti trols miatt lassabb A0-A16 cm jeleket hasznljk.Ktirny. Memory/I-O. Ez a jel mutatja, hogy a pillanatnyi ciklus a memrira (magas) vagy a perifrikra (alacsony) vonatkozik.Kimenet. Amg a /LOCK jel 0, addig kizrlag a snvezrl fr hozz a memrihoz.

D16-D31: Ktirny. A 32 bites adatbusz fels 16 bitje.

M/IO

/LOCK:

fi PC snrendszerei 109

/MREQn: Master Request. Bemenet. Kls egysg llthatja alacsonyra a jelet, ha jelezni akarja, hogy t kvnja venni a sn irnytst. Termszetesen csak olyan egysgeknl lehetsges, amelyeken rendelkezsre ll a master funkci. Minden ilyen elemhez hozz van rendelve egy szm (n), ez alapjn azonostjk a krseket.

/MACKn: Master Acknowledge. Kimenet. A snhozzrendel logikaigazolja ezzel (alacsony) az /MREQn jelet, s ezzel tadja a sn vezrlst.

3.4.5. Cmek az EISA rendszerbenA kompatibilits megtartsa miatt az EISA rendszer I/O cmei teljesen megegyeznek az ISA rendszervel. Az EISA rendszer tbblet I/O cmeit elklntve talljuk s csak az EISA szmra hasznlhatk. Egyetlen kivteltl eltekintve a 000h-3FFh terlet felhasznlsa teljesen megegyezik. Ez a kivtel a 48h-4Bh terlet, amely az EISA-ban a msodik szmll regisztereit tartalmazza. Ez a szmll tulajdonkppen egy Watchdog Timer (figyel szmll). Figyeli a mveletek idejt, s ha gy tapasztalja, hogy a mveletnek mr be kellett volna fejezdnie, akkor kzbeavatkozik, NMI-t vlt ki. Ezzel a rendszer biztonsgt nveli. A tovbbfejlesztett DMA lehetsgek szintn az EISA I/O terleten tallhatk.

Mint azt mr emltettk, a megszaktsvezrls nem csak lvezrlssel, hanem szintvezrlssel is trtnhet. Ezt a 4D0h s 4Dlh cmen lehet az egyes egysgek szmra rgzteni. Az EISA belltsok trolsra nagyobb CMOS RAM-ra volt szksg, ezrt a rendszer mg egy RAM-mal egszlt ki, amely 64 bit kapacits. A konfigurlsra az Extended CMOS Register (kibvtett CMOS regiszter) s a CMOS Page Register (CMOS lapregiszter) szolgl.

A floppy- s merevlemez-vezrl, a prhuzamos port s az egr port llapotrl a C40h cmen rteslhetnk. A soros port sttusa a C41h cmen krdezhet le. Ezeket a lehetsgeket nem minden gyrt hasznlja.


Itt is - mint korbban - fenntartottnak tntettk fel azokat a terleteket, amelyeknek funkcija nincs definilva vagy az egyes gyrtk klnbzkppen hasznljk fel.

Minden egyes EISA bvithelyhez tartozik egy meghatrozott trterlet. A 100h-3FFh terlet az EISA cmtartomnyban tbbszr is megtallhat, hogy az ISA rendszer is mkdjn. Rendszerint egy EISA alaplapon 8 bvthely van. Az automatikus konfigurlshoz szksg van nhny regiszterre, amelyekben az azonost byte-okat lehet elhelyezni. Az alaplap mindig a 0. sorszm bvthelynek felel meg. Az alaplapot azonost byte-ok a C80-C83 cmen vannak (Mainboard Identification Register = alaplap-azonost regiszter). A 8 bvthely azonost byte-jai rendre az 1C80-1C83, 2C80-2C83 stb. cmeken helyezkednek el.

3-7. tblzat. Cmek az EISA rendszerben

I/O cm Funkci EISA PC-ben

400 Fenntartott401-40B DMA vezrl 0-3. csatorna

40C EISA snvezrl irnytregiszter (EIS

Documents

PC Muhely I Alaplapok Sinrendszerek Konfiguralasa Jo