Розподіл ресурсів, технологія Plug and Play

Технологія Plug and Play (включай і працюй) була розроблена найвідомішими компаніями Intel, Compag Computer, Microsoft і Phoenix Technologies в 1993 році для вирішення проблем зміни конфігурації IBM PC-сумісних комп’ютерів. Нарощування можливостей персонального комп’ютера здійснюється за допомогою плат розширення. Плати розширення використовують такі ресурси ЕОМ як порти введення-виведення, лінії запитів переривання IRQ, канали прямого доступу до пам’яті DMA. Приблизне розподілення апаратних ресурсів для деяких пристроїв наведено в таблиці 1.

Таблиця 1.

Звернення до одних і тих же ресурсів різних пристроїв призводить до конфліктів. Виявитиконфліктні ситуації дозволяють програми, призначені для діагностики і тестування комп’ютера, наприклад, такі як Norton Diagnostic, Checkit, Microsoft Diagnostic, а також спеціальні програми для професіоналів. Технологія Plag and Play дозволяє усунути можливість конфліктів. Для цього необхідно, щоб цю технологію підтримували всі додаткові плати, що розширюють можливості комп’ютера, всі основні ресурси комп’ютера, включаючи програмне забезпечення, системні шини, інтерфейси. Першою системною шиною, що підтримує технологію Plag and Play, була шина EISA, в даний час її підтримують практично всі сучасні шини (PCI, WireFire і т.д.).

Як працює Plag and Play.

Після включення комп’ютера BIOS-система Plug and Play визначає наявність пристроїв, необхідних для первинного завантаження. Потім читає ідентифікатор, який записаний в спеціальному пристрої кожного пристрою, що підтримує функції Plug and Play. Ідентифікатор використовується надалі як адресу пристрою при зверненні до нього. BIOS проводить завантаження операційної системи. Спеціальний драйвер-менеджер конфігурації запитує підлеглі драйвери — інумератори шин (bus enumerators) про наявність пристроїв, що вимагають системних ресурсів. Якщо пристрій не використовує технологію Plag and Play, інформація про нього зчитується зі спеціальної бази даних, наприклад, у Windows 9х є база даних, в якій зберігається інформація про декілька тисяч пристроїв. В оперативній пам’яті комп’ютера створюється спеціальний запис у вигляді дерева апаратної конфігурації (hardware tree), що містить дані про пристрої, отримані менеджером конфігурації. Арбітр ресурсів (resourse arbitrator), використовуючи дерево конфігурації, розподіляє системні ресурси в порядку встановлених пріоритетів. Менеджер конфігурації оповіщає інумератори, що ресурси розподілені. Інумератори заносять до регістрів контролерів інформацію про те, які ресурси і в якому обсязі можуть використовуватися пристроями Plag and Play. При цьому не виключається можливість конфлікту між динамічним розподілом ресурсів і програмним забезпеченням, що працюють з апаратурою, минаючи BIOS. Першу Plag and Play BIOS випустила на початку 1994 року фірма Phoenix Technologies. У мікросхему BIOS була включена звичайна системна BIOS (64Кб), розширення для шини PCI (2−10 Кб) і сама підтримка Plag and Play (12−16 Кб). Всі плати розширення в системі Plag and Play мають спеціальну мікросхему — PLD (Programmable Logic Device), яка дозволяє платі повідомляти свій ідентифікатор і список необхідних і підтримуваних ресурсів.