Chapter 5 Plug and Play

Chapter 5 Plug and Play IRQ : Interrupt Request การประสานงานระหว่าง CPU กับ อุปกรณ์พ่วงต่อ ใช้ กลไลที่เรียกว่า Interrupt หรือการขอขัดจังหวะ เมื่ออุปกรณ์ใดต้องการใช้งาน CPU ก็ต้องส่งสัญญาณ Interrupt ไปยัง CPU เรียกว่า Interrupt Request (IRQ) CPU จะคอยตรวจดูว่ามีอุปกณ์ใดขอ Interrupt มาบ้าง ถ้า CPU ว่างจากการทำงานพร้อมจะทำงานให้อุปกรณ์นั้นๆ ได้ CPU ก็จะส่งสัญญาณ พร้อมทำงานให้อุปกรณ์นั้น ๆ ทราบ เรียกว่า Interrupt Acknowledge

IRQ : Interrupt Request Chapter 5 Plug and Play IRQ : Interrupt Request IRQ เป็นการ interrupt ทาง Hardware เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ไหลในวงจรคอมพิวเตอร์ INT เป็น interrupt ทาง Software ที่เกิดขึ้นจากการขอขัดจังหวะภายในโปรแกรม

อุปกรณ์แต่ละชนิดจะมี ลำดับความสำคัญไม่เท่ากัน โดยแบ่งตามหมายเลข IRQ Chapter 5 IRQ No. ใช้กับ 00 System Timer 01 Keyboard 02 Programmable Interrupt Controller 03 Serial Port ( COM2 and COM4 ) 04 Serial Port ( COM1 and COM2 ) 05 Parallel Port ( LPT2 ) มักใช้กับ sound card 06 Floppy disk Controller 07 Parallel Port ( LPT1 ) 08 System CMOS / real time clock 09 – 12 - 13 Numeric data processor 14 Primary Hard disk Controller 15 Secondary Hard disk Controller Plug and Play อุปกรณ์แต่ละชนิดจะมี ลำดับความสำคัญไม่เท่ากัน โดยแบ่งตามหมายเลข IRQ

I/O : Input / Output Port Chapter 5 Plug and Play I/O : Input / Output Port I/O port จะใช้ Data bus ในการส่งข้อมูลเข้า-ออก CPU Data bus อาจมีขนาด 8 bit 16 bit 32 bit เป็นต้น การชี้ตำแหน่ง อุปกรณ์หรือ RAM ใช้ สายสัญญาณอีกชุดหนึ่งเรียกว่า Address bus อาจมีขนาด เป็น 16 เส้น หรือ 32 เส้น

Chapter 5 Plug and Play DMA : Direct Memory Access DMA เป็นเทคนิคการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (ไม่ต้องผ่านการสั่งงานจาก CPU) ใช้ DMA Controller คอยรับคำร้องจาก I/O เมื่อมีจังหวะที่ data bus ไม่ได้ถูกใช้งาน ก็จะเข้าไปจับจอง data bus แล้วจัดการส่งข้อมูลระหว่าง I/O กับ RAM เมื่อส่งข้อมูลแล้วเสร็จ ก็ปลดปล่อย data bus

Chapter 5 Plug and Play Type of BUS ISA Bus : Industrial Standard Architecture เป็นระบบบัสดั่งเดิม มีขนาด 8 bit ปัจจุบันไม่นิยมใช้กันแล้ว PCI Bus : Peripheral Component Interconnect ปัจจุบันเป็นบัสหลักในการเชื่อมต่อ CPU กับอุปกรณ์อื่นๆ ที่ต้องการความเร็วในการส่งข้อมูลสูง เช่น Display card เป็นต้น มีขนาด 32 bit หรือ 64 bit

Chapter 5 Plug and Play Type of BUS SCSI Bus : Small Computer System Interface เป็นระบบบัสที่มักใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอก เครื่อง Printer หรือ Hard disk แบบ SCSI สามารถเชื่อมต่อแบบพ่วงต่อกันได้สูงสุดถึง 7 ตัว PCMCIA : Personal Computer Memory Card International Association มีลักษณะเป็นแผ่นการ์ดขนาดเท่านามบัตร พกพาสะดวก เป็นระบบบัสที่มีคุณสมบัติแบบ Plug and Play

Chapter 5 Plug and Play Type of BUS AGP : Accelerated Graphics Port เป็นบัสที่ใช้กับจอภาพ มีความเร็วในการส่งข้อมูลมากกว่า PCI ใช้ความถี่สัญญาณนาฬิกา 66,100 หรือ 133 MHz USB : Universal Serial Bus เป็นระบบบัสสำหรับพ่วงต่ออุปกรณ์ภายนอก สามารถต่อพ่วงอุปกรณ์ได้มากถึง 127 ตัว และมีคุณสมบัติแบบ Plug and Play

เป้าหมาย : ง่ายในการติดตั้งอุปกรณ์ ไม่ต้อง config เสียบ แล้วใช้ได้เลย Chapter 5 Plug and Play Plug and Play เป้าหมาย : ง่ายในการติดตั้งอุปกรณ์ ไม่ต้อง config เสียบ แล้วใช้ได้เลย องค์ประกอบ : PnP Device อุปกรณ์ที่เป็นไปตามข้อกำหนดของ PnP PnP BIOS โปรแกรม BIOS ใน ROM ต้องเป็นไปตามข้อกำหนด เช่น สามารถแก้ปัญหาการชนกันของอุปกรณ์ได้ เป็นต้น PnP OS ระบบปฏิบัติการต้องสามารถกำหนด configuration ให้กับอุปกรณ์ load device driver ที่ถูกต้อง เป็นต้น

PnP Device มีข้อกำหนด ดังนี้ Chapter 5 Plug and Play Plug and Play Device PnP Device มีข้อกำหนด ดังนี้ รองรับการ สนทนาระหว่างตัวอุปกรณ์กับ software ในการกำหนด configuration สามารถเก็บสถานะตัวเองว่า Active หรือ Inactive มีข้อมูลแสดงลักษณะเฉพาะของตัวอุปกรณ์ เช่น Vendor ID, Device ID เป็นต้น

PnP BIOS มีหน้าที่หลัก คือ Chapter 5 Plug and Play Plug and Play BIOS PnP BIOS มีหน้าที่หลัก คือ Resource Management Runtime Configuration

Chapter 5 Plug and Play Resource Management Plug and Play BIOS BIOS โดยทั่วไป มีหน้าที่ Boot ระบบ และเปิดการทำงานของ OS PnP BIOS จะต้องทำหน้าที่ ในการจัดสรรทรัพยากร เพิ่มเข้ามาในกระบวนการทำงาน ด้วย กระบวนการทำงานของ BIOS เรียกว่า POST (Power –On Self – Test)

2) Runtime Configuration Chapter 5 Plug and Play 2) Runtime Configuration Plug and Play BIOS PnP BIOS จะต้องรองรับการปรับเปลี่ยน Configuration ได้ตลอดเวลา (เมื่อมีการดึงอุปกรณ์ออกหรือเสียบเข้ามาใหม่) โดยต้องติดต่อกับ OS เพื่อให้มีการ load device driver ที่ต้องใช้เข้าและออกได้ การติดต่อกับ OS ทำได้สองวิธีคือ 1) OS คอยสอบถาม BIOS เป็นจังหวะ 2) BIOS ใช้ software interrupt ไปยัง OS

Chapter 5 Plug and Play PnP OS Plug and Play OS OS จะทำงานต่อจาก BIOS โดยจะตรวจสอบ configuration ของอุปกรณ์ต่อจาก BIOS และอาจปรับแต่งหรือติดตั้ง configuration ใหม่ให้เหมาะสมที่สุด สำหรับ Windows นั้น จะตรวจสอบความสมบูรณ์ของ configuration ได้จาก เมนู Device Manager

การทำงานร่วมกันระหว่าง PnP Device, non PnP BIOS และ PnP OS Chapter 5 Power on Plug and Play PnP OS PnP Device Search device details Booted PnP Active Other Inactive Read Resource each device used Manage Resource for each device by no conflict Non-PnP BIOS Power-On Self-Test Define all device to Active Boot OS Load device driver การทำงานร่วมกันระหว่าง PnP Device, non PnP BIOS และ PnP OS

การทำงานร่วมกันระหว่าง PnP Device, PnP BIOS และ PnP OS Chapter 5 Plug and Play Power on PnP BIOS 1.Search all device 2. Read Resource each device used 3.Manage Configuration for Booted device 4.Defice that device to Active 5.Define Config for other device PnP OS Read PnP from BIOS PnP Device Define Config for other device Booted PnP Active Other Inactive Define all device to Active Load device driver POST Boot OS การทำงานร่วมกันระหว่าง PnP Device, PnP BIOS และ PnP OS

Data base ที่ใช้ในการกำหนด Configuration Chapter 5 Plug and Play Data base ที่ใช้ในการกำหนด Configuration Information File ( *.INF ) : เป็นแฟ้มข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์แต่ละชนิด ประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับทรัพยากรที่ใช้ device driver และข้อมูลอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์นั้นๆ Registry : เป็นแฟ้มข้อมูลที่เก็บ configuration ของอุปกรณ์ทั้งหมด และค่าติดตั้งต่างๆ ไว้ในแฟ้มข้อมูลแฟ้มเดียว โดยจัดเก็บโดยแบ่งออกเป็น KEY ต่างๆ ในโครงสร้างข้อมูลแบบ Tree

Chapter 5 Plug and Play Q&A

IRQ คืออะไร ต่างกับ INT อย่างไร ระบบ Plug and Play มีข้อดีอย่างไร Windows Architecture Quiz 1 IRQ คืออะไร ต่างกับ INT อย่างไร ระบบ Plug and Play มีข้อดีอย่างไร ระบบ Plug and Play ต้องมีองค์ประกอบอะไรบ้าง จงเขียน Flow Chart แสดงขั้นตอนการทำงานของ POST ทำไม PnP BIOS จึงต้องมีคุณสมับติแบบ Run time Configuration การทำงานของ BIOS แบบ PnP ต่างจาก BIOS แบบ non PnP อย่างไร เพราะเหตุใด