PC Werkstatt Ausgabe 2000- P57 pot

Damit nicht genug, ist es auch mit der Kompatibilität nicht immer weit her und das Zusammenspiel der Socket Services mit den Card Services und die damit verbunde-ne Software-Technische P

Bild 10.35: Die Abmessungen und Kontakte einer PCMCIA-Karte

10.8.1 PCMCIA-Software-Interfaces

Neben den elektrischen Funktionen (siehe folgendes Kapitel) hat das PCMCIA-Kon-sortium notwendigerweise ebenfalls Software-Technische Anforderungen spezifi-ziert

Jede PCMCIA-Karte verwendet einen Speicherbereich, der als Card Information

Struc-ture (CIS) bezeichnet wird Hier ist die Beschreibung ihrer Eigenschaften abgelegt Wenn eine Karte in einen PCMCIA-Slot eingeschoben wird, wird sie zunächst als Speicherkarte initialisiert, und nach Abschluss des Vorgangs wird das RDY-BSY-Signal aktiviert, woraufhin das System die CIS der Karte liest und sie weiterhin entsprechend verwendet

Die CIS besteht aus Datenblöcken unterschiedlicher Länge, die als Tuples

bezeich-net werden und jeweils maximal 255 Bytes an Informationen enthalten können Mit PCMCIA Version 2.0 werden 21 Tuple-Codes, beispielsweise für Byteanordnungen, Prüfsummen, Spannungsbedarf (5 V oder 3,3 V) und Gerätetypen (I/O, SRAM usw.), festgelegt

Auf der PC-Seite ist es die Aufgabe eines speicherresidenten Programms, das übli-cherweise nach dem Betriebssystem geladen wird, die Kommunikation zwischen PCMCIA-Karte und dem Betriebssystem und letztendlich der Applikation zu ermög-lichen

Soft-/Hardware Lokalisiert auf:

Betriebssystem PC

Card Services (CIS) PCMCIA-Karte

Socket Services (BIOS) PCMCIA-Karte

Interface Chip(s) PCMCIA-Karte

Tabelle 10.28: Die Ebenen eines PCMCIA-Systems

Ein Low-Level-Treiberprogramm (Socket Services), das im Prinzip dieselbe Aufgabe wie das BIOS eines üblichen PCs erfüllt, stellt die Verbindung zwischen dem Inter-face-Chip und dem Card Service (CIS) her Wie man sich das Zusammenspiel der verschiedenen Software-Komponenten vorstellen kann, ist in der Tabelle 10.28 ge-zeigt

Ganz allgemein stellt sich die PCMCIA-Konfigurierung in der Praxis oftmals als ein Problem dar, was nicht zuletzt darin begründet ist, dass es verschiedene Datei-formate für PCMCIA-Speicherkarten gibt Drei unterschiedliche Systeme sind hier anzutreffen: SCM-FFS von der Firma SMC, Non Block Devices von Microsoft und ATA von der Firma Sun Disk

Damit nicht genug, ist es auch mit der Kompatibilität nicht immer weit her und das Zusammenspiel der Socket Services mit den Card Services und die damit

verbunde-ne Software-Technische PC-Anbindung kann funktionieren, muss aber nicht, was auch daran liegt, dass die verschiedenen I/O-Karten anders als die Speicherkarten arbeiten und dementsprechend auch abweichend davon zu installieren sind

Bild 10.36: Ab Windows 95 werden PCMCIA-Controller standardmäßig unterstützt

Erst bei den neueren PCMCIA- und Card-Bus-Einheiten hat sich die PCMCIA-Unter-stützung zum Besseren gewendet, was nicht zuletzt auch an Windows 95 liegt, das PCMCIA standardmäßig und auch einheitlich unterstützt Unter DOS und Windows 3.x war PCMCIA oftmals nur unter großen Mühen (Treiber-Patches, BIOS-Updates) zum Laufen zu bringen

Bild 10.37: Nach der Installation findet sich im Gerätemanager ein PCMCIA-Controller und auch ein

Flash-Disk-Laufwerk, das wie jedes PC-übliche zu verwenden ist, wenn eine PCMCIA-Speicherkarte eingelegt ist

Bild 10.38: Der PCMCIA-Adapter aus dem Bild 10.34 ist installiert und unterstützt zwei Steckplätze

Bild 10.39: Selbst Real-Mode-Treiber für PCMCIA werden aus Gründen der Rückwärtskompatibilität

von Windows 95 unterstützt, die jedoch nur in Ausnahmefällen (für alte PCMCIA-Kar-ten) notwendig sind

Tatsächlich zeigt sich PCMCIA unter Windows 95 als erstes funktionierendes Plug&-Play-System und die PCMCIA-Karten können auch problemlos im laufenden Betrieb gewechselt werden; ein Neubooten zur Erkennung ist nicht notwendig

Die PCMCIA-Speicherkarten, beispielsweise aus einer Digitalkamera, werden unter Windows 9x wie ein gewöhnliches Laufwerk behandelt und lediglich bei einigen speziellen Karten (z.B für Messdatenerfassung) tauchen mitunter noch Probleme auf, so dass man dann auf die (alten) Real-Mode-Treiber (vergl Bild 10.39) aus-weichen muss

Bild 10.40: Auch Soundkarten gibt es als PCMCIA-Karten, wie hier ein Modell von der Firma Turtle

Beach; während das Einstecken von PCMCIA-Speicherkarten während des Betriebes (meist) kein PC-Neubooten erfordert, ist dies bei PCMCIA-I/O-Karten – wozu eben Netzwerk-und SoNetzwerk-undkarten gehören – problematischer, denn sie werden nicht immer korrekt in-itialisiert

10.8.2 Die PCMCIA-Signale

PCMCIA arbeitet mit einer asynchronen 16-Bit-Schnittstelle im Slave-Modus Der Datenbus ist 16 Bit breit, und mit den 26 Adressenleitungen lässt sich damit ein Bereich von maximal 64 Mbyte direkt adressieren Für den Input-/Output-Modus ist die 8-Bit-Datenübertragung der Standard Bei Speicherkarten werden die

Signa-le für Ein-/Ausgabe-Funktionen (/IOR, /IOW, /INPACK, /IO16) nicht verwendet

Bild 10.41: Ein PCMCIA-Interface aus einem Notebook

Die 68 Kontakte einer PCMCIA-Karte sind in zwei Reihen angeordnet und befinden sich immer an der schmaleren Stirnseite Dünnere Karten können grundsätzlich auch in Einschubplätzen für dickere Karten verwendet werden In der Tabelle sind die einzelnen Signale der PCMCIA-Schnittstelle angegeben, wobei mit E und A ge-kennzeichnet ist, ob die betreffende Leitung für die Karte als Eingangs- oder Aus-gangssignal wirkt

Kontakt Nr Bezeichnung Richtung Signal/Funktion

Fortsetzung der Tabelle:

Kontakt Nr Bezeichnung Richtung Signal/Funktion

16 RDY-/BSY-IRQ A Bereit, belegt, Interrupt

Tabelle 10.29: Die Signale der PCMCIA-Schnittstelle: Seite A, Oberseite

Kontakt Nr Bezeichnung Richtung Signal/Funktion

62 BVD2-/SPKR A Batteriespannung 1 detektiert oder di-gitaler Audio-Ausgang

Fortsetzung der Tabelle:

Kontakt Nr Bezeichnung Richtung Signal/Funktion

63 BVD1-/STSCHG A Batteriespannung 1 detektiert oder

Kartenstatuswechsel

Tabelle 10.30: Die Signale der PCMCIA-Schnittstelle: Seite B, Unterseite

10.8.3 Der Card Bus

Im November 94 wurde der PC-Card-Bus-Standard vorgestellt, der die PCMCIA-Ver-sion 2.0 und JEIDA 4.2 ersetzt Entgegen der Bezeichnung handelt es sich jedoch nicht um ein Bussystem auf elektrischer, sondern auf logischer Ebene, d.h., auch hier gibt es nur eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem Adapter im PC und der Karte

Schnittstellentyp Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Punkt,

speicherbereich Karteninformation in der CIS im Configuration Space

(Card Information Structure)

Tabelle 10.31: Die wesentlichen Unterschiede zwischen PCMCIA und Card Bus

Als Spannungsversorgung sind für die Karten 3,3 V vorgeschrieben und auch das Busmastering (DMA) ist implementiert Obwohl es sich bei dem Card Bus um eine völlig neue Architektur gegenüber PCMCIA handelt, wird hier der gleiche 68-polige Anschluss verwendet und die üblichen PCMCIA-Karten können auch in einem Card-Bus-Hostadapter eingesetzt werden

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In der PC-Branche wird meist von PCMCIA-Karten gesprochen, auch wenn es sich

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dabei um Card-Bus-Typen handelt, die nicht in älteren Notebooks funktionieren!

10.8.4 Die Card-Bus-Signale

Die Architektur des Card Bus ist sehr stark an den PCI-Bus (Kapitel 10.4) angelehnt und realisiert einen 32-Bit-Bus (logisch, elektrisch Punkt-zu-Punkt) mit einem maximalen Takt von 33 MHz Einige Teile der Spezifikation wurden direkt aus der PCI-Spezifikation übernommen, wie die Definition des Configuration Space oder auch die Bezeichnung und Verwendung einzelner Bussignale (/CFRAME, /CCBE[3:0], /CTRDY)

Entsprechend dem eingesetzten Kartentyp werden die Signalleitungen entweder in der PCMCIA- oder den Card-Bus-Modus umgeschaltet Zur Erkennung dienen dabei die Signale /CCD2, /CCD1 und CV1, sowie CV2, die als Karten- und Spannungs-erkennungspins definiert sind

Jeder übliche Card-Bus-Zyklus wird wie bei PCI als Burst ausgeführt Zur Veran-schaulichung der Analogie zu PCI ist im Bild 10.42 das Timing eines Card-Bus-Lesevorganges gezeigt Wie ein Vergleich mit PCI zeigt, absolvieren PCI und der Card Bus diese Busoperation – wie im Prinzip auch alle anderen – auf die gleiche Art und Weise, so dass hier auf eine nähere Betrachtung des Card Bus verzichtet wird

Bild 10.42: Ein Card-Bus-Lesevorgan; der Card Bus arbeitet im Prinzip genauso wie der PCI-Bus

Die folgenden Tabellen zeigen die einzelnen Card-Bus-Signale mit einer kurzen Beschreibung ihrer jeweiligen Funktion

Kontakt Nr Bezeichnung Signal/Funktion

Fortsetzung der Tabelle:

Kontakt Nr Bezeichnung Signal/Funktion

Tabelle 10.32: Die Signale des Card Bus: Seite A, Oberseite

Kontakt Nr Bezeichnung Signal/Funktion

Fortsetzung der Tabelle:

Kontakt Nr Bezeichnung Signal/Funktion

Tabelle 10.33: Die Signale des Card Bus: Seite B, Unterseite

Bild 10.43: Netzwerkkarten für Notebooks in der PCMCIA- und in der Card-Bus-Ausführung

unter-scheiden sich äußerlich nicht

Multimedia

Der Begriff Multimedia ist mittlerweile – insbesondere

von der Industrie – so stark strapaziert worden, dass

er für sich allein kaum mehr etwas Konkretes aussagt.

Eine Shareware-CD für 5 DM mit bunten Bildern und

vielleicht einigen Sounddateien wird schon als

»Multi-media-CD« bezeichnet und auf der anderen Seite gibt

es auch an deutschen Universitäten Lehrstühle, die

sich dem Thema Multimedia verschrieben haben.

Zur korrekten Begriffsbestimmung soll daher einmal

der Duden herhalten Unter dem Begriff

»multimedi-al« findet man: viele Medien betreffend, für viele

Menschen bestimmt.

Wie dem auch sei, in diesem Buch werden diejenigen

Einheiten unter dem Buchteil »Multimedia«

zusammengefasst, die in Kombination miteinander

für multimediale Anwendungen geeignet sind:

> CD-ROM und DVD-Laufwerke

> Soundkarten

> Foto- und Video-Verarbeitung – Scanner,

Videokarten

11 CD-ROM- und DVD-Laufwerke

Ein CD-ROM-Laufwerk gehört zur üblichen Ausstattung eines PC Es gibt dabei eine Vielzahl verschiedener Modelle, die unterschiedliche Leistungen bieten, und wenn

es nach den Herstellern dieser Laufwerke ginge, müsste man sich alle paar Monate ein neues Modell zulegen, da das vorherige Modell einfach nicht mehr zeitgemäß erscheint Dies ist jedoch meist gar nicht nötig, denn auch bei einem CD-ROM-Laufwerk kann man selbst einige Dinge optimieren und reparieren, wie es in den folgenden Kapiteln näher beschrieben wird.

11.1 Das CD-ROM-Funktionsprinzip

Der Vorläufer der heute in PCs eingesetzten CD-ROM-Laufwerke ist der Compact Disc

Player, der auf eine Entwicklung der Firma Philips zurückgeht Ein CD-Player ist

Bestandteil (fast) jeder Stereoanlage und für die Wiedergabe von Audio-CDs vorge-sehen Ein CD-ROM-Laufwerk in einem PC kann zwar ebenfalls als Audiowiedergabegerät verwendet werden, gleichwohl ist dessen primäre Aufgabe, Daten-CDs zu lesen

Auf einer üblichen CD-ROM, wobei ROM für Read Only Memory – nur Lese-Speicher

– steht, lassen sich üblicherweise maximal 74 Minuten Audio oder 650 Mbyte (ge-nauer 680 Mbyte, wenn 1 Kbyte als 1024 Byte angesehen werden) an Daten-informationen unterbringen, was die CD-ROM daher schnell zum adäquaten Spei-chermedium für die immer schneller wachsende PC-Software machte

Ein CD-ROM-Laufwerk arbeitet mit einem optischen Leseverfahren, wofür ein Laser mit eigener Optik zum Einsatz kommt Eine CD-ROM wird im Werk mit Hilfe eines Spritz-Press-Verfahrens hergestellt Kunststoff (z.B Polycarbonat) wird im geschmol-zenen Zustand durch Einwirkung einer Matrize – dem Master – mit der Daten-information (Pits, siehe unten) geformt

Die CD-ROM ist danach aber noch nicht fertig, denn da sie transparent ist, könnte die Laseroptik sie nicht lesen, weil keine (oder nur sehr wenige) Reflexionen statt-finden würden Aus diesem Grunde wird die CD-ROM mit einer dünnen reflektieren-den Schicht aus Aluminium überzogen Zum äußeren Schutz wird dann noch ein Überzug aus Kunststoff aufgebracht und abschließend das Label auf die CD ge-druckt, was meist im Siebdruckverfahren geschieht

Die gegen äußere Einwirkungen (Druck, Kratzer) empfindlichere Seite einer CD ist nicht die Unterseite, wo die Laserabtastung stattfindet, sondern die obere, wo sich der Labelaufdruck befindet, was insbesondere auf »selbstgebrannte« CDs (Kapitel 11.2) zutrifft Bei Beschriftungen muss man daher äußerst vorsichtig zu Werke gehen und darf hier keinesfalls starken Druck ausüben, wie etwa mit einem Kugel-schreiber

Die Dateninformation einer CD wird durch so genannte Pits und Lands

(Vertiefun-gen und Erhöhun(Vertiefun-gen) repräsentiert Jeder Übergang vom Pit zum Land und umge-kehrt wird dabei als Eins interpretiert und eine bestimmte Strecke (300 nm) ohne Zustandsänderung als Null, wie es im Bild 11.1 dargestellt ist

Bild 11.1: Der Aufbau einer CD-ROM und die Informationsdarstellung

Mit einer Laserdiode wird ein Lichtstrahl erzeugt, der mit Hilfe einer Linse gebün-delt wird und über einen Spiegel auf die CD trifft Trifft der Strahl dabei auf eine Vertiefung, wird er voll reflektiert, trifft er aber auf eine Erhöhung, wird das Licht gestreut und nur ein geringer Lichtanteil reflektiert

Die Intensitätsänderung des reflektierten Lichtes beim Übergang vom Land zum Pit und umgekehrt führt dabei zu einer digitalen »1« Dabei wird der reflektierte Strahl zur Bündelung auf ein Prisma und von dort auf eine Fotozelle geführt, die einen elektrischen Impuls erzeugt, der in der Elektronik entsprechend weiterverarbeitet wird

Durch die Drehung der CD und somit der Abtastung der CD-Oberfläche erhält man das digitale Abbild der CD in Form einer Impulsfolge, die dem Informationsgehalt der CD entspricht

Bei diesem Verfahren ist es aber generell nicht möglich, dass beispielsweise mehr-fach der Wert 1 hintereinander folgen kann, so dass die Pit/Land-Information nicht direkt der digitalen entsprechen kann Aus diesem Grunde ist eine Bitumsetzung

nötig, die als Eight to Fourteen Modulation (EFM) bezeichnet wird Die 8-Bit-Daten

werden in 14-Bit-Daten (Channel Bits) umgesetzt Wie man sich dies vorstellen kann, ist in der folgenden Tabelle an fünf Beispielen gezeigt

Wert 8-Bit-Darstellung 14-Bit-Darstellung

Tabelle 11.1: Da das bei einer CD zugrundeliegende Aufzeichnungsformat keine hintereinander

fol-gende Einsen realisieren kann, wird eine 8-zu-14-Bit-Umsetzung verwendet