PC Werkstatt Ausgabe 2000- P56 docx

A59, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 0, komplementäres Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[15:00] und Taktsignal für den 4x-Transfer-Mode.. A32, Eingang/Ausgang AD Bus Strobe 1, ko

10.6.2 Die Signale des AGPs

In der AGP-Terminologie ist, wie bei anderen Bussystemen auch, von einem Master und einem Target die Rede, wobei der Master dem Grafik-Controller auf der AGP-Karte und das Target der AGP-Logic auf dem Mainboard entspricht

Bild 10.25: Die Anordnung der AGP-Kontakte am Slotanschluss

Das AGP-Protokoll kennt drei Übertragungsmodi, die mit 1x-, 2x- und 4x-Transfer-Mode bezeichnet und die alle mit 66-MHz-Taktrate durchgeführt werden Der 1x-Modus entspricht funktionell einem PCI-Transfer, im 2x-Transfer-Mode wird demgegenüber die Datenrate durch einen Trigger auf beiden Flanken des Taktes verdoppelt und der 4x-Mode arbeitet mit differentiellen Strobes (AD, /AD), was zu einer vierfachen Übertragungsrate gegenüber dem 1x-Mode führt

Der AGP-4X-Modus ist erst bei neueren Mainboards nutzbar, die zumeist daran er-kennbar sind, dass sich im AGP-Slot kein Kodierungssteg befindet, denn AGP-4X setzt

eine Spannung von 1,5 V voraus.

Während es schon seit einiger Zeit AGP-Grafikkarten gibt, die den 4X-Modus unter-stützen, sind erst die neueren Chipsets (siehe ab Kapitel 6.12.5) dazu in der Lage und im BIOS-Setup sollte sich der jeweilige Modus einstellen lassen

Bauteilseite Lötseite

Pin Nr Signal Pin Nr Signal

Fortsetzung der Tabelle:

Bauteilseite Lötseite

Pin Nr Signal Pin Nr Signal

Fortsetzung der Tabelle:

Bauteilseite Lötseite

Pin Nr Signal Pin Nr Signal

Tabelle 10.24: Die Signale am AGP-Slot

Die folgende Beschreibung sieht die Signale aus der Warte des AGP-Masters und es

werden nur die neuen AGP-Signale und nicht diejenigen, die bereits vom PCI-Bus her bekannt sind, erläutert

>

> AD0-AD31, Pin Nr A65, B65, A63, B63, A62, B62, A60, B60, B57, A56, B56, A54, B54, A53, B53, A51, A39, A38, A36, B36, A35, B35, A30, B30, A29, B29, A27, B27, A26, B26, Eingänge/Ausgänge

Der gemultiplexte 32-Bit-Adressen/Datenbus des AGPs

>

> AD_STB0, Pin Nr B59, Eingang/Ausgang

AD Bus Strobe 0, Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[15:00].

>

> /AD_STB0, Pin Nr A59, Eingang/Ausgang

AD Bus Strobe 0, komplementäres Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über

AD[15:00] und Taktsignal für den 4x-Transfer-Mode

>

> AD_STB1, Pin Nr B32, Eingang/Ausgang

AD Bus Strobe 1, Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über AD[31:16].

>

> /AD_STB1, Pin Nr A32, Eingang/Ausgang

AD Bus Strobe 1, komplementäres Taktsignal für den 2x-Transfer-Mode über

AD[31:16] und Taktsignal für den 4x-Transfer-Mode

> CLK, Pin Nr B7, Ausgang

Allgemeines Taktsignal (66 MMz) für den AGP und die PCI-Signale

>

> GND, Pin Nr A5, B5, A13, B13, A19, B19, A23, B23, A31, B31, A37, B37, A43, B43, A49, B49, A55, B55, A61, B61, Eingänge

Ground, die Masseleitungen.

>

> /OVRCNT, B1, Ausgang

USB Overcurrent ist ein Meldesignal, das Low wird, wenn mehr als der zulässige

Strom vom Monitor über die 5 V aufgenommen wird Der maximale Wert ist nicht vorgeschrieben und AGP-Karten, die den Monitor nicht speisen, legen dieses Signal über einen Pull-Up-Widerstand an Vddq

>

> /PIPE, Pin Nr A12, Eingang

Pipelined Request zur Unterscheidung zwischen einem PCI- und einem

AGP-Zyklus Das Signal wird vom AGP-Master bedient

>

> PME, Pin Nr A48

Power Management wird nicht direkt vom AGP-Protokoll, sondern nur dann für

das AGP-Device verwendet, wenn es (auch) einem PCI-Target entspricht Bin-dend ist hierfür das Power-Management der PCI-Bus-Spezifikation

>

> /RBF, Pin Nr B12, Eingang

Read Buffer Full, das Signal kennzeichnet, ob der Master für weitere

Read-Daten (Low Priority) bereit ist /RBF wird vom AGP-Target bedient

>

> Reserviert, Pin Nr A3, A11, B14, A22, B22, A24, B24, A42, B42, A44, B44, A66, B66

Diese Anschlüsse werden laut der AGP-Spezifikation (2.0 vom Dezember 1997) nicht verwendet

>

> SBA[7:0], Pin Nr A21, B21, A21, B21, A20, B20, A17, B17, A15, B15, Eingänge

SideBand Address Port, Adressen- und Kommandobus vom Target zum Master

(Grafik-Chip) Die Verwendung des SBA-Ports ist in der Spezifikation nicht zwingend vorgeschrieben und die AGP-Kommandos können alternativ auch über den Datenbus gesendet werden, was mit Hilfe der C-/BE[3:0]-Signale erfolgt

C-/BE3 C-/BE2 C-/BE2 C-/BE0 AGP-Kommando

Tabelle 10.25: Die Bedeutung der AGP-Kommandos

>

> SB_STB, Pin Nr B18, Eingang

SideBand Strobe, +Taktsignal für den SBA-Bus, wird vom AGP-Master bedient.

>

> /SB_STB, Pin Nr A18, Eingang

SideBand Strobe, -Taktsignal für den SBA-Bus (Kommando-Bus) und notwendig

beim 4x-Transfer, wird vom AGP-Master bedient

>

> ST[2:0], Pin Nr B11, A10, B10, Ausgänge

Status Bus, sendet Informationen vom Arbiter (Chip für die Buszuteilung auf

dem Mainboard) zum AGP-Master Die Signale sind nur dann gültig, wenn / GNT (PCI-Signal) aktiv ist

ST2 ST1 ST0 Bedeutung/Funktion

0 0 0 Der angeforderte Low-Priority-Read oder Flush wird zum

Master zurückgegeben

0 0 1 Der angeforderte High-Priority-Read wird zum Master

zu-rückgegeben

0 1 0 Der Master wird Low-Priority-Write-Daten senden

0 1 1 Der Master wird High-Priority-Write-Daten senden

1 0 0 Reserviert, bisher nicht verwendet

1 0 1 Reserviert, bisher nicht verwendet

1 1 0 Reserviert, bisher nicht verwendet

1 1 1 Signalisiert, dass der Master die Berechtigung für eine

Bus-Übertragung gegeben hat

Tabelle 10.26: Die AGP-Statusmeldungen

>

> /TYPEDET, Pin Nr A2, Ausgang

Type Detect signalisiert, ob das I/O-Interface der AGP-Karte mit 1,5 V oder

3,3 V arbeitet Der Pegel an den Vddq-Anschlüssen bestimmt die jeweilige In-terface-Spannung Eine AGP-Karte kann entweder für 1,5 V oder 3,3 V

vorgese-hen sein, wobei entsprecvorgese-hende Keys in den Slot eingearbeitet sind, damit

kei-ne Vertauschungsmöglichkeit gegeben ist Der AGP-4X-Modus setzt jedoch 1,5 V voraus

>

> USB+, Pin Nr B4, Eingang/Ausgang

Positives Daten-Differenzsignal des Universal Serial Bus (USB), der optional für AGP zur Kommunikation mit dem Monitor implementiert werden kann

>

> USB-, Pin Nr A4, Eingang/Ausgang

Negatives Daten-Differenzsignal des Universal Serial Bus

>

> Vcc3.3, Pin Nr A9, B9, A16, B16, A25, B25, A45, B45, Eingänge

Die Versorgungsspannung für die AGP-Karte, wobei diese Pins bei zukünftigen AGP-Karten auch 1,5 V führen können

>

> Vddq, Pin Nr A34, B34, A40, B40, A52, B52, A58, B58, A64, B64, Eingänge

Der Pegel an den Vddq-Anschlüssen bestimmt die jeweilige Interface-Spannung, die 3,3 V oder (zukünftig) 1,5 V beträgt

>

> /WBF, Pin Nr A14, Eingang

Write Buffer Full, das Signal kennzeichnet, ob der Master für weitere

Write-Daten bereit (Fast Write) ist /WBF wird vom AGP-Target bedient

Bild 10.26: Zum Vergleich: Oben der Anschluss einer AGP- (2X-Mode) und unten der einer

PCI-Grafikkarte

10.6.3 AGP-Problemfälle und AGP-Pro

Bei der Montage einer AGP-Grafikkarte ist auf eine gute Befestigung derselben zu achten, da sie recht leicht aus dem Slot herausrutschen kann (Transportschaden?) und der Bildschirm im günstigsten Fall einfach nur schwarz bleibt, im ungünstigen Fall ist die Grafikkarte und/oder das Mainboard danach defekt Einige Hersteller verwenden daher zur Halterung eine zusätzliche Klammer

Eine AGP-Grafikkarte verlangt – im Gegensatz zu einer PCI-Karte – stets auch einen Interrupt-Kanal (IRQ), der im BIOS-Setup hierfür zu reservieren ist Doch selbst einige Mainboards aus dem Jahre 1998 sehen in ihrem PNP/PCI-Configuration-Setup überhaupt keine derartige IRQ-Zuweisung vor, so dass nur die Hoffnung bleibt, dass es für derartige BIOS-Versionen ein Update gibt Entsprechendes gilt für die Einschaltung der optimalen Betriebsart (1x, 2x, 4x), die ebenfalls nicht immer korrekt einzustellen ist Nähere Informationen zum BIOS-Setup für die

AGP-Grafik findet sich im Kapitel Der Setup des PC.

Bild 10.27: Die Einstellungen einer AGP-Grafikkarte der Firma ATI unter Windows 98, die für ihre

einwandfreie Funktion auch einen Interrupt-Kanal (hier IRQ 11) benötigt

Des Öfteren gibt es Probleme mit der Stromaufnahme von AGP-Karten, denn sie können – je nach Typ – über 6 A aufnehmen, was zu Systemabstürzen oder auch zum »Abrauchen« des 3,3 V-Spannungsreglers führen kann Die AGP-Spezifikation wurde daher erweitert, um den Herstellern neue verbindliche Werte vorzugeben und um somit auch AGP-Grafikkarten der neuesten Generation, die offensichtlich immer mehr Strom aufnehmen als die der vorherigen, verwenden zu können Der AGP-Slot wurde hierfür (an beiden Enden) um insgesamt 48 Kontakte erwei-tert 16 Kontakte sind für eine zusätzliche 3,3-V- (6 sind Massesignale) vorgesehen und 24 nunmehr für eine 12-V-Versorgung (12 sind Massesignale), die bis zu 9 A zur Verfügung stellen kann Die restlichen neuen Signale dienen der Kartendetektierung und einige werden davon noch nicht verwendet (reserviert) Demnach werden in Zukunft noch leistungsfähigere ATX-Netzteile benötigt und von leisen und stromsparenden PCs ist man wohl weiter entfernt als je zuvor Dazu trägt auch der Umstand bei, dass der Grafikchip der »hochgetakteten« AGP-Grafikkarten extrem heiß werden kann und dann ein Lüfter für die notwendige Kühlung sorgen muss Leider wird dieser Lüfter nicht bei allen Modellen – bei denen es eigentlich nötig wäre – von den Herstellern montiert und die Grafikkarte zeigt dann nach einiger Betriebszeit Ausfälle In solch einem Fall sollte unbedingt nachträglich ein Lüfter montiert werden und die Millenium G400 von Matrox, die eine dieser »Kandidaten« ist, läuft dann auch stabil

Bild 10.28: Nicht alle AGP-Grafikkarten, wie diese der Firma Gigabyte, verwendet zur Kühlung des

Grafikchips auch einen Lüfter

10.7 Der Universal Serial Bus

Der Universal Serial Bus (USB) ist angetreten, um die Vielzahl der

unterschiedli-chen Anschlüsse (Maus, Tastatur, Scanner, Fax), wie sie bei PCs üblich sind, zu vereinheitlichen Dementsprechend werden auch Geräte benötigt, die über ein USB-Interface verfügen Seit Ende des Jahres 1995 verfügen viele Mainboards bereits standardmäßig über einen USB-Anschluss, der aber leider nicht immer komplett (verdrahtet) ist

Auf dem Mainboard ist dann lediglich ein Pfostenstecker vorhanden und das not-wendige Adapterkabel – zur Gehäuserückwand bzw zum Slotblech – wird nicht mitgeliefert, obwohl in der Werbung des betreffenden PCs vom USB die Rede ist Neben dem zusätzlich zu erwerbenden Kabel ist meist auch noch eine kleine Adap-terplatine mit einem Hub (Sternverteiler, siehe weiter unten) notwendig und mit-unter sind beide Elemente auch direkt miteinander kombiniert

Besser sieht es bei ATX-Boards aus, denn hier befinden sich die USB-Buchsen – nebst Hub – direkt auf dem Mainboard und der PC-Hersteller hat keine

Möglich-keit, die richtigen Anschlüsse zu vergessen.

Nach anfänglichen Startschwierigkeiten gibt es mittlerweile eine Fülle von USB-Geräten wie Tastaturen, Mäuse, Scanner, Drucker, Fax/Modem, Lautsprecher und verschiedene Laufwerke (z.B CD-ROM, ZIP, LS-120), wobei sich jedoch performance-technisch gesehen keine Verbesserung gegenüber den »alten« Schnittstellen er-gibt

Der USB scheint zur Zeit nur für langsame Einheiten wie Tastatur oder Maus geeig-net zu sein, wobei es beim Einsatz dieser USB-Geräte immer noch Probleme gibt, was von unsinnigen (erst mit einer üblichen Tastatur booten u.Ä.) oder auch fehlerhaf-ten BIOS-Eigenschaffehlerhaf-ten bis zu mangelhafter Betriebssystemunterstützung (nur

dows 98 kommt damit zurecht) reicht.

Der USB ist auch für die Übertragung von Audio- und (komprimierten) MPEG 2-Daten vorgesehen; die maximale 2-Datenübertragungsrate beträgt allerdings zur Zeit nur 12 Mbit/s, und falls man ein USB-Lautsprechersystem (z.B von Philips) und noch weitere Geräte wie einen USB-Scanner oder eine USB-Kamera betreibt, kann der Datenfluss bereits merklich ins Stocken geraten

Bild 10.29: Der USB (Useless Serial Bus?) soll die Anzahl der notwendigen Schnittstellen

reduzie-ren; aber auch bei aktuellen PCs sieht es immer noch so aus, als wenn er gar nichts ersetzt, sondern nur die Anzahl der Schnittstellen erhöht

10.7.1 USB-Anschlüsse und -Signale

Für den USB wird ein 4-poliger Stecker verwendet Die Datenübertragung erfolgt dabei über zwei differentielle Signalleitungen (D+, D-) Des Weiteren sind eine Masseleitung und eine Leitung für die Spannungsversorgung (VBus = 5 V) vorhan-den Das Differenzsignal auf dem USB beträgt mindestens 1 V Ein Taktsignal gibt

es nicht, sondern es wird aus dem Datenstrom selbst generiert

Die maximale Stromaufnahme über den Bus (VBus) darf 500 mA betragen, so dass einige Geräte eine eigene Stromversorgung benötigen Das betrifft jedoch nicht Standardgeräte wie eine Tastatur und eine Maus, da diese auch bei den konventio-nellen Anschlüssen von dem PC selbst mit der nötigen Betriebsspannung versorgt werden

Bild 10.30: Das Kabel für den Universal Serial Bus führt vier Leitungen; mit Hilfe der beiden

Signal-leitungen wird eine differentielle Datenübertragung durchgeführt

Der Connector des Universal Serial Bus ermöglicht das Hot Plugging, das Anschlie-ßen oder Abziehen eines USB-Gerätes während des Betriebs, da die Kontakte für die Stromversorgung etwas länger als die für das Datensignal ausgeführt sind Jede USB-Einheit erhält eine eigene Adresse, wovon maximal 127 möglich sind, die vom USB-Host nach dem Einschalten des Systems automatisch zugewiesen wird Der USB-Host befindet sich bei PCs meist innerhalb der PCI/ISA-Bridge (ab PIIX3) Ein externer USB-Controller ist der Intel 82930A, der auf einem MCS251-Mikrocontroller – einer Weiterentwicklung des bekannten 8051 – basiert und in zahlreichen USB-Geräten zu finden ist

Der USB soll auch für die Übertragung von Audio- und (komprimierten) MPEG 2-Daten eingesetzt werden Die maximale 2-Datenübertragungsrate beträgt allerdings nur 12 Mbit/s (Medium Speed), so dass bereits eine abwärtskompatible High Speed-Version (max 500 Mbit/s) vorgesehen ist

Das zu verwendende Kabel verfügt für USB-High-Speed-Geräte über eine Abschir-mung und die einzelnen Leitungen sind miteinander verdrillt, was eine maximale Kabellänge zwischen den Geräten von 5 m gestattet, im Gegensatz zum Kabel für Low-Speed-Geräte (Maus, Tastatur u.Ä.), das eine maximale Länge von 3 m nicht überschreiten darf, da hier weder eine Abschirmung noch eine Verdrillung vorgese-hen sind

10.7.2 USB-Topologie

In seiner Topologie stellt sich der USB als kombinierte Strang-Sternstruktur dar Er ist im elektrischen Sinne daher gar kein Bus, sondern lediglich auf logischer Ebene

Da physikalisch immer eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung realisiert wird, sind keine Terminatorwiderstände festzulegen Sie sind jeweils fest in den Geräten eingebaut

Bild 10.31: Der USB ist als kombinierte Strang-Sternstruktur ausgelegt; gesteuert wird er von einem

Host (auf dem Mainboard) und die einzelnen Geräte werden als Nodes bezeichnet

Alle Aktivitäten gehen stets vom Host aus, der sich gegenüber der CPU des PC als Interrupt-fähig darstellt und typischerweise den IRQ 11 verwendet Es findet ein Polling-Betrieb statt und kein USB-Gerät kann von sich aus einen Transfer initiie-ren Aus diesem Grunde und damit die Daten nicht verloren gehen können, wenn der Bus gerade mit der Abfrage eines Gerätes beschäftigt ist und die anderen war-ten müssen, sind in den Geräwar-ten eigene Dawar-tenpuffer (FIFOs) notwendig

Im Bild 10.31 sind neben den Nodes so genannte Hubs – Sternverteiler – erkenn-bar Ein USB-Hub ist nicht einfach ein »dummer« Verteiler, der die Daten lediglich durchreicht, sondern beinhaltet eine gewisse Eigenintelligenz, wofür im Hub übli-cherweise ein eigener Mikrocontroller verwendet wird, der den Datenverkehr in Abhängigkeit von den hieran angeschlossenen USB-Geräten regelt Diese Hubs gibt

es im Handel bereits ab ca 60 DM Auch Monitore, Tastaturen und andere Geräte können in vielen Fällen als USB-Hub fungieren