PC Werkstatt Ausgabe 2000- P26 ppt

Es kann aber auch der nicht ganz so tragische Fall auftreten, dass die Programmie-rung durch die folgende Meldung zunächst unterbrochen wird: Boot Block of New BIOS is different from old

Hat alles nichts gefruchtet, ist der PC nunmehr auszuschalten, und man hat mög-licherweise ein ernsthaftes Problem erzeugt, was übrigens auch bei scheinbar kor-rekt verlaufendem Update auftreten kann – der PC versagt jeglichen Dienst Glück

im Unglück, wenn das Mainboard den Recovery-Modus (s.o.) beherrscht

Es kann aber auch der nicht ganz so tragische Fall auftreten, dass die Programmie-rung durch die folgende Meldung (zunächst) unterbrochen wird:

Boot Block of New BIOS is different from old one !!! Please Use ´Advanced Features´ to Flash whole BIOS

Was nun zu tun ist, wird gleich im folgenden Text erläutert, zunächst aber noch ein paar Anmerkungen zum Verständnis: Ein Flash-PROM ist intern in Blöcke aufge-teilt, die je nach Hersteller eine unterschiedliche Größe aufweisen können Für ein BIOS macht man sich diesen Umstand zunutze und teilt die BIOS-Software eben-falls in Blöcke auf Wie dies beispielsweise bei einem Standardtyp wie dem

28F001BX-T der Firma Intel aussehen kann, zeigt die folgende 28F001BX-Tabelle:

Adressen/Hex Größe Anwendung

FD000-FDFFF 4 Kbyte Plug&Play-Speicherbereich, ESCD

Tabelle 6.10: Die typische Belegung eines Flash-PROMs (128 Kbyte x 8 Bit)

Der Block enthält – wie es der Name andeutet – Informationen für den Boot-vorgang des PC, der separat zur eigentlichen BIOS-Software im Flash-PROM geführt wird Sowohl der Boot-Block als auch die weiteren BIOS-Routinen müssen aufein-ander abgestimmt sein (Versionsnummer), und bei der Vielzahl der möglichen Versionen kann der Fall auftreten, dass auch der Boot-Block mit aktualisiert wer-den muss, wie es der obigen Fehlermeldung zu entnehmen ist, die auch mit der

Meldung Boot Block Error o.Ä in Erscheinung treten kann Für diesen Fall enthält

ein modernes Flash-Writer-Programm einen speziellen Menüpunkt, der sich meist

unter den Advanced Features (Bild 6.34) verbirgt und nach dem Aufruf die in Bild

6.35 gezeigten Optionen bietet

Falls das verwendete Flash-Writer-Programm diesen Punkt allerdings nicht zur Ver-fügung stellen sollte, ist man zunächst am Ende des vermeintlichen BIOS-Update angelangt, und das Programm sollte mit der [Esc]-Taste beendet werden Nur wenn der Hersteller (des Mainboards oder des BIOS) ein neueres, zum Mainboard passendes Writer-Programm auf seinem WWW-Server bieten kann, ist ein späterer erneuter Programmierversuch anzuraten, ansonsten sollte man lieber die Finger davon lassen

Bild 6.35: Die Advanced Features eines Flash-Writer-Programms erlauben das Löschen der

aktuel-len Plug&Play-Parameter und einen kompletten BIOS-Update

Durch Anwahl des Punktes 2 wird das BIOS inklusive des Boot-Blocks komplett neu programmiert Dabei sind die gleichen Dinge zu beachten, wie es oben bei der Aktualisierung des BIOS ohne den Boot-Block beschrieben worden ist Dieser

Up-date führt hier auch zur Löschung des Extended System CMOS DataRAM (ESCD),

der die (Ressourcen-)Informationen über die verwendeten Plug&Play-Devices ent-hält

Dieser Parameterblock lässt sich auch einzeln mit Hilfe des ersten Menüpunktes löschen Die Anwendung dieser Funktion, die im Grunde genommen nichts mit einem BIOS-Update oder einer Neuprogrammierung zu tun hat, kann sich als äu-ßerst nützlich erweisen, wenn der PC aus irgendwelchen Gründen mit bestimmten Plug&Play-Devices nicht zurecht kommt und daher nicht mehr korrekt starten kann Dieser erweiterte CMOS-RAM-Bereich liegt nicht etwa im üblichen CMOS-RAM (kom-biniert mit dem Kalender-/Uhren-Chip), sondern eben im BIOS-Flash-Memory, und dieser Bereich wird durch die Anwahl des genannten Punktes gelöscht

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ESCD

Aktuelle BIOS-Versionen verwenden ein Extended System CMOS DataRAM, welches für

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die Speicherung der (konfigurierten) Plug&Play-Devices verwendet wird.

Die ESCD-Parameter, die sich in diesem erweiterten Bereich befinden, werden nach-folgend beim Neuboot – in Abhängigkeit von den jeweils eingesetzten

Plug&Play-wieder auszubauen und der PNP ESCD Parameter Block mit Hilfe des

Flash-Writer-Programms zu löschen Nach einem Neuboot sollte der PC dann soweit wieder funk-tionieren

Beim Update des ESCD-Bereiches werden sowohl die automatisch festgestellten Parameter der einzelnen Karten berücksichtigt als auch eventuell im BIOS-Setup manuell festgelegte Parameter und ebenfalls unter Windows 9x getroffene Parameter-festlegungen für die betreffenden Hardwarekomponenten Der Update-Vorgang lässt

sich meistens am Monitor durch die Meldung Updating ESCD beobachten.

Allerdings sollte diese Art der Plug&Play-Konfigurierung – also mit dem Löschen der Flash-Memory-Informationen – nur in Notfällen vorgenommen werden, wenn sich mit keiner anderen Methode bestimmte Plug&Play-Hardwarekomponenten im

PC einsetzen lassen

Die Neuprogrammierung des BIOS-Bausteins wird je nach Hersteller des Flash-Writers unterschiedlich dargestellt, wobei oftmals eine Fortschrittsanzeige in Form eines

Laufbalkens erscheint, die mit der Meldung Programming Flash Memory – OK

been-det ist Durch die Betätigung der [Esc]-Taste wird das Writer-Programm beendet, und nach einem Neustart des PC sollte nunmehr das neue BIOS aktiviert sein

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Kalt- und Warmstart

Kaltstart: Aus- und Wiedereinschalten des PC, Warmstart: Tastenkombination [Strg]+

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[Alt]+[Entf]

Der nun folgende Neustart ist dabei als Kaltstart auszuführen, also durch Aus- und

Wiedereinschalten des PC Im Gegensatz zum Warmstart (Tastenkombination [Strg]+[Alt]+[Entf]) führt immer nur ein kompletter Reset (Kaltstart) des PC zu einer vollständigen Neuinitialisierung des Systems

Entgegen der landläufigen Meinung erfolgt nach der Betätigung der [Reset]-Taste

am PC keineswegs eine vollständige Neuinitialisierung des PC, was allerdings auch davon abhängt, wie die Hardware der angeschlossenen Einheiten jeweils realisiert wurde, also in welcher Art und Weise deren Hardware auf den Reset-Impuls rea-giert Bei Geräten am SCSI-Bus, wie etwa einem Jaz-Laufwerk, reicht der Reset über die Taste nicht aus, was nachfolgend zu einem (erneuten) Fehlverhalten füh-ren kann

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Nur durch das Aus- und Wiedereinschalten des PC erfolgt stets eine komplette

Neu-○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

initialisierung!

Nach dem Erscheinen der (neuen) BIOS-Meldung ist zunächst der BIOS-Setup

aus-zuführen und dabei sind die Standardwerte mit Load Setup Defaults aufzurufen

(z.B mit der [Del]- bzw [Entf]-Taste) Dieser Vorgang verhindert, dass Einträge der alten BIOS-Version womöglich falsch interpretiert und außerdem alle grundle-genden Einstellungen zunächst aktiviert werden Wenn soweit alles in Ordnung ist, wird der PC wieder ausgeschaltet und der Jumper (Disable Programming/Normal Read) in die Normalstellung gebracht

Danach folgt ein vollständiger Boot des PC, und man geht erst jetzt daran, die

einzelnen BIOS-Setup-Einträge zu optimieren, also die Setup Defaults wieder zu

ersetzen

Es kommt durchaus vor, dass für ein und dasselbe Mainboard BIOS-Versionen ver-schiedener Hersteller verfügbar sind, beispielsweise von den Firmen Award und AMI Unter Umständen ist es sinnvoll, hier einen Wechsel vorzunehmen, wobei zuvor eine Kontrolle der jeweiligen Features – üblicherweise anhand einer README-Datei oder als Text auf dem WWW-Server der betreffenden Firma – vorzunehmen ist Es muss dabei beachtet werden, dass auch das passende Flash-Writer-Programm zum Einsatz kommt, was bedeutet, dass beispielsweise bei einem installierten AMI-BIOS auch ein Flash-Writer von AMI zu verwenden ist, um das AMI-BIOS der Firma Award damit zu programmieren Entsprechendes gilt auch in umgekehrter Konstel-lation

Vorgehensweise zum BIOS-Update in Kurzform:

1 Genau überlegen, ob ein Update überhaupt sinnvoll ist

2 Überprüfen des Flash- oder des EEPROM-Typs auf dem Mainboard

3 Handbuch dahingehend zu Rate ziehen, welche Typen zum Einsatz kommen können

4 Neue BIOS-Version und eventuell Flash-Writer, am besten aus dem Internet, besorgen

5 Eventuell Jumper für die richtige Programmierspannung (5 V oder 12 V) setzen

6 Kontrollieren, ob das Mainboard/BIOS einen Recovery Mode beherrscht, was

eine gewisse Sicherheit bei nachfolgenden Problemen während der Program-mierung bietet

7 Boot-Diskette mit allen benötigten Dateien anfertigen

8 Im BIOS-Setup die Bootreihenfolge auf A:, C: ändern

9 Eventuell (wenn vorhanden) den Jumper auf dem Mainboard in die Stellung

Enable Programming setzen.

10 PC von Diskette starten und das Flash-Writer-Programm aufrufen

11 Nur fortfahren, wenn sowohl der auf dem PC befindliche BIOS-Baustein als auch die BIOS-Version richtig erkannt werden

12 Den aktuellen BIOS-Inhalt in eine Datei sichern

13 Starten der Neuprogrammierung, wobei möglicherweise die Advanced Features

(Update BIOS Including Boot Block) aktiviert werden müssen

14 Beenden des Flash-Writer-Programms und PC-Kaltstart ausführen

15 BIOS-Setup aufrufen und Load Setup Defaults aktivieren.

16 Jumper (wenn vorhanden) wieder in die Normalstellung zurücksetzen

17 PC neu starten und die (optimierten) Einstellungen im BIOS-Setup vorneh-men

6.5 Das Interrupt-System

Bereits im vorigen Kapitel wurde kurz die Verwendung von Interrupts für das BIOS aufgezeigt An dieser Stelle soll genauer auf das Interrupt-System eines PC einge-gangen werden

6.5.1 Die grundsätzliche Funktionsweise

Ein Computer hat zahlreiche Aufgaben zu erledigen, die er teilweise scheinbar gleichzeitig bewältigt Eine wichtige Rolle spielen dabei die Interrupt-Verarbeitung und der direkte Speicherzugriff (DMA)

Wenn es keine Interrupt-Verarbeitung gäbe, müsste der Prozessor immer in einer Schleife arbeiten Er würde beispielsweise entweder feststellen, ob eine Taste ge-drückt ist oder eine Schnittstelle etwas sendet oder ob der Monitor etwas anzeigen solle Dieses Arbeiten wäre sehr ineffektiv, da der Prozessor die meiste Zeit nur

»nachschauen« und die eigentlichen Aktionen vielleicht gerade dann ausführen würde, wenn bereits eine andere Aktion an der Reihe wäre

Bei der Interrupt-Verarbeitung hingegen wird der Prozessor in seiner momentanen Arbeit unterbrochen (interrupted) Dies könnte gerade beim Darstellen einiger chen auf dem Bildschirm geschehen, damit er stattdessen beispielsweise ein Zei-chen von der Tastatur einliest

Beim Betätigen einer Taste wird ein Interrupt ausgelöst, der den Prozessor ver-anlasst, den Tastencode einzulesen und eine entsprechende Aktion auszuführen Nach Erledigung dieser Aktion wird das Programm an der Stelle fortgesetzt, wo es zuvor unterbrochen wurde Damit der Prozessor weiß, mit welcher Arbeit er vor dem Auftreten des Interrupts beschäftigt war, werden der logische Zustand des Prozessors und die Inhalte der Register zuvor automatisch abgespeichert Sie wer-den auf dem Stapelspeicher (Stack) gelegt und später wieder eingelesen

Man kann sich die Interrupt-Verarbeitung auch als eine asynchrone Unterprogramm-verarbeitung vorstellen Asynchron deshalb, weil eine Interrupt-Anforderung theo-retisch zu jeder beliebigen Zeit auftreten kann

Es existieren in einem PC prinzipiell zwei verschiedene Arten von Interrupts: zum einen die Hardware-Interrupts und zum anderen die Software-Interrupts Letztere sind für bestimmte Funktionen (BIOS-, DOS-Interrupts) zuständig, während die Hardware-Interrupts für bestimmte Hardware-Komponenten vorgesehen sind Den Software-Interrupts sind demnach keine Systemkomponenten zugeordnet, son-dern festgelegte Funktionen So wird etwa durch die Betätigung von [Strg]+[Unter] ([Ctrl]+[Break]) auf der Tastatur der Interrupt »23h« ausgelöst, was zu einem Abbruch einer Programmbearbeitung führt

Gleichwohl werden die Hardware-Interrupts ebenfalls über Software-Interrupts ab-gebildet, die jedoch im Folgenden keine weitere Rolle spielen sollen

6.5.2 Die Interrupt-Kanäle

In einem heute üblichen PC existieren insgesamt 16 Hardware-Interrupt-Kanäle, demgegenüber besitzt der ursprüngliche PC (mit 8088/8086-CPU) lediglich derer acht Aus diesem traditionellen Grund gibt es in einem PC zwei Interrupt-Controller, denn mit dem AT (ab 286-CPU) ist ein zweiter Baustein für weitere acht Kanäle

eingeführt worden, wobei der eine den Master-Controller und der andere (der neue) den Slave-Controller darstellt.

Bild 6.36: Die prinzipielle Schaltung der beiden Interrupt-Controller, die sich bei heutigen Mainboards

innerhalb des Chipsatzes befinden, jedoch die gleiche Funktionalität wie hier gezeigt haben

Mit Hilfe des Interruptkanals 2 spricht der zweite Controller (Slave) den ersten Controller (Master) an Der ursprüngliche Interrupt 2 wird auf den Interrupt 9 des Slaves umgeleitet An der ursprünglichen Prioritätenreihenfolge hat sich dadurch nichts geändert, da die neuen Interrupts vor den »alten« Interrupt 3 platziert werden, wie es auch in der folgenden Tabelle gezeigt wird

Als einzelne Bausteine sind die beiden Interrupt-Controller schon seit ungefähr zehn Jahren nicht mehr in PCs zu finden Ihre Aufgabe wird von einem Schaltungs-teil (z.B ISA-Bridge) des Chipsatzes ausgeführt, damit sich aber alles als kompati-bel darstellt, wird die alte Konstruktion einfach nachgebildet

IRQ- IRQ-Vektor Verwendung

Kanal

2 0Ah Kaskadierung für den zweiten Controller

(meist nicht verwendbar)

9 71h frei oder SCSI-Controller (PCI-Mainboard)

13 75h frei oder mathematischer Coprozessor

14 76h erster Festplattencontroller (E)IDE)

15 77h frei oder zweiter Festplattencontroller EIDE

3 0Bh COM2 (zweite serielle Schnittstelle)

4 0Ch COM1 (erste serielle Schnittstelle)

5 0Dh LPT2 (zweite Druckerschnittstelle)

6 0Eh Controller für die Diskettenlaufwerke

7 0Fh LPT1 (erste Druckerschnittstelle)

Tabelle 6.11: Die Interrupt-Kanäle in einem PC

Die Ausführung einer Interrupt-Verarbeitung wird durch eine ansteigende

Signal-flanke an einem der IRQ-Anschlüsse (Interrupt-ReQuestInterrupt-Anforderung)

ein-geleitet Wenn einer dieser Interrupts durch einen Baustein angefordert wird, ver-zweigt das Programm zu der entsprechenden Interrupt-Vektor-Adresse im RAM (00000h-003FFh), wo es die Adresse für die dazugehörige Interrupt-Routine fin-det, die daraufhin ausgeführt wird

Da die Art der Flankentriggerung (Edge-Triggering) jedoch nicht unkritisch ist, denn Störimpulse können durchaus zur fälschlichen Auslösung einer Interrupt-anforderung führen, hat man bereits mit EISA- und MCA-PCs (PS/2-PCs von IBM)

ein Level-Triggering für die Interrupts eingeführt Level-Triggering wird daher auch

für PCI-Einheiten verwendet, denn erst wenn ein bestimmter Signalpegel (TTL-High) an einem IRQ-Anschluss erreicht worden ist, wird dies als Interrupt-Anforde-rung interpretiert

Im BIOS-Setup, beispielsweise unter PCI Configuration Setup, ist gegebenenfalls die

Möglichkeit vorgesehen, zwischen Level- und Edge-Trigger-Methode

umzuschal-ten Üblicherweise verwenden die (alten) ISA-Karten Edge und die PCI- und auch ISA-Plug&Play-Karten Level als »Interrupt-Auslöser« Die letztere Methode stellt

sich in der Praxis als unproblematischer dar, allerdings kommen möglicherweise

alte ISA-Karten damit nicht zurecht, so dass nur diese Karten mit Edge-Triggering

betrieben werden

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Nur alte ISA-Karten – mit Jumpern – verwenden Edge-Triggering und für alle

neue-○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

ren sollte im BIOS-Setup daher Level-Triggering festgelegt werden.

Die Interrupt-Kanäle 0, 1, 2 und 8 liegen fest und werden von der Mainboard-Elektronik belegt, während die anderen – je nach Ausstattung des PC – unter-schiedlich verwendet werden können In der obigen Tabelle ist zu sehen, wie diese Zuordnung üblicherweise aussieht Die Verarbeitung von Interrupt-Anforderungen – es können zeitgleich auch mehrere auftreten – erfolgt nach einer festgelegten Priorität, wobei der Timer auf dem Mainboard die höchste innehat und die erste Druckerschnittstelle die niedrigste

Eine noch höhere Priorität als der Timer hat der so genannte NMI (Non Maskable

Interrupt), der aber nicht wie die anderen in irgendeiner Weise beeinflusst werden,

d.h nicht maskiert, also per Programmierung unterdrückt werden kann Kritische Systemfehler wie eine nicht korrekte Parität im RAM-Speicher führen

beispielswei-se zur Auslösung des NMIs, wodurch der PC zum Stillstand gekommen ist (System-absturz)

Bei einigen PCs sind die Stromsparfunktionen (Green PC) noch über dem NMI oder auch direkt darunter angesiedelt, was von den Herstellern jedoch unterschiedlich gehandhabt wird Auch hierauf hat der Anwender, wenn man vom BIOS-Setup

ein-mal absieht, bei dem die unterschiedlichsten Green Functions konfiguriert oder

auch komplett abgeschaltet werden können, keinen Einfluss

Die Zuweisung der Interrupt-Kanäle zu den einzelnen Hardwarekomponenten (Controller-, Schnittstellenkarten) erfolgt vielfach über Jumper oder DIP-Schalter auf den jeweiligen Einsteckkarten, wenn es sich um Standard-ISA-Einsteckkarten handelt ISA-Plug&Play-Karten bekommen vom Plug&Play-BIOS und/oder Windows 9x automatisch einen Interrupt-Kanal (oder auch mehrere, je nach Typ) zugewie-sen Entsprechendes gilt auch für PCI-Devices, wobei es hier noch eine Besonder-heit zu beachten gilt, wie es im folgenden Kapitel näher erläutert wird

Jeder Interrupt-Kanal darf in der Regel immer nur einer Einheit zugewiesen wer-den In der Praxis passiert es jedoch oftmals, dass beispielsweise der IRQ7, der standardmäßig für die erste Druckerschnittstelle vorgesehen ist, auch als (Vor-) Einstellung für eine Soundblasterkarte verwendet wird Probleme sind im Prinzip nur dann zu erwarten, wenn versucht wird, während der Soundausgabe zu drucken Sicherheitshalber sollte man von solchen Interrupt-Konstellationen jedoch Abstand nehmen, was insbesondere für Windows 9x gilt (Multitasking) Windows 9x würde

6.5.3 PCI-Interrupts

Bei PCI-PCs (Peripheral Component Interconnect, siehe auch Kapitel Bussysteme)

sind die Verwendung und die Einstellung der Interrupts eine etwas

undurchsichti-ge Sache PCI definiert zwar vier neue Interrupts, doch wie sie für Komponenten auf dem Mainboard oder einer PCI-Einsteckkarte einzustellen sind, wird von den Mainboard-Herstellern unterschiedlich realisiert, so dass auf diese Interrupts hier noch gesondert eingegangen wird

Die zuvor erläuterten Interrupts können sowohl für die ISA- als auch für die PCI-Karten verwendet werden Zur Unterscheidung, ob der jeweilige Interrupt für ISA-oder PCI-Einsteckkarten eingesetzt wird, bezeichnet man ISA-Interrupts mit IRQ und PCI-Interrupts im Gegensatz hierzu mit INT

Auf den meisten PCI-Mainboards können die Interrupts Nr 5, 9, 11, 14 und 15 jeweils einer Systemkomponente (Einsteckkarte, On-Board-Controller) zugewiesen werden Befindet sich auf dem Mainboard bereits ein SCSI-Controller, ist diesem oftmals der Interrupt 9, der auf einem normalen ISA-Mainboard nicht zugänglich ist, fest zugeordnet

Jedem PCI-Slot und jeder PCI-Einsteckkarte kann nun einer von vier INTs (INTA, INTB, INTC, INTD) per Jumper auf dem Board und der Einsteckkarte zugeordnet werden Der jeweilige INT muss sowohl auf dem Mainboard als auch auf der Ein-steckkarte identisch sein! Dabei reicht es oftmals nicht aus, nur Jumper zu stek-ken, sondern im BIOS-Setup muss dies ebenfalls angegeben werden

Welcher INT nun letztendlich welchem IRQ entsprechen kann, ist vom Design des Mainboards her vorgegeben, so dass beliebige Kombinationen nicht möglich sind Eine übliche Zuordnung, wie sie beim PCI/I-486P3-Board der Firma Asus realisiert worden ist, zeigt die folgende Tabelle:

Slot INT IRQ

PCI-Slot 1 INTA 5 oder 14

PCI-Slot 2 INTB 11 oder 14

PCI-Slot 3 INTC 15

Tabelle 6.12: Eine beispielhafte Interrupt-Zuordnung bei einem PCI-Mainboard

Wenn sich in einem PCI-Slot keine Einsteckkarte befindet, muss diesem auch kein Interrupt zugeordnet werden Wie man sich die Zuordnung an einem Beispiel vor-stellen kann, ist im folgenden Bild gezeigt

Bild 6.37: Die Zuordnung der PCI-Interrupts (INT) zu den IRQs Hier ist der IRQ5 mit dem Jumper

J3 den ISA-Slots zugeordnet Auf der PCI-Karte ist der INTA aktiviert, und sie wird in den PCI-Slot Nr 1 eingesetzt Sie verwendet daher INTA, der wiederum per Jumper J49 dem IRQ14 zugeordnet wird Im BIOS-Setup ist der IRQ14 ebenfalls INTA zuzuordnen

Diese doch etwas verwirrende Art der Interrupt-Konfiguration bei PCI-PCs hat sich

im Laufe der Zeit jedoch glücklicherweise vereinfacht und gilt daher nur noch für wenige neuere und generell für ältere PCI-Mainboards Die Vereinfachung besteht darin, dass alle PCI-Karten grundsätzlich nur den INTA verwenden, dass heißt, alle