PL163268B1

PL163268B1 - Functional board of a computer

Info

Publication number: PL163268B1
Application number: PL90285595A
Authority: PL
Inventors: Andrew B Mcneill; Thomas H Newsom; Neal A Osborn; Eddie M Reid
Original assignee: Ibm; International Business Machines Corp
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1994-02-28
Also published as: HU903801D0; DE4017902C2; RU2009539C1; EP0403117B1; HUT57921A; CA2018072A1; JPH0580008B2; EP0403117A1; US5119498A; PL285595A1; CA2018072C; DE4017902A1; CZ284019B6; DE69023701D1; CS9002917A2; JPH0324608A; DD295039A5; DE69023701T2

Description

Przedmiotem wynalazku jest płytka funkcjonalna w gnieździe szczelinowym komputera, która znajduje zastosowanie do polepszenia lub rozszerzenia jego działania.

Znane jest dobrze wyposażanie komputerów, takich jak komputer firmy International Business Machines Corp. typu PS/2, w gniazda szczelinowe zawierające jedno lub więcej złączy do łączenia płytek funkcjonalnych zawierających właściwe obwody z magistralą komputera w celu rozszerzenia działania komputera. Złącza szczelinowe zapewniają fizyczne mocowanie dla płytek funkcjonalnych, a złącza magistrali są dopasowane do złącz płytki funkcjonalnej, gdy płytka jest całkowicie wsunięta do gniazda.

W znanych komputerach, takich jak IBM PS/2 model 80, stosowane są dwa różne rozmiary złącz magistrali w odpowiednich gniazdach szczelinowych. Te różne złącza odzwierciedlają różnice co do liczby równoległych bitów przeznaczonych do adresowania danych i pamięci. Zwykle bity są zlokowane w grupy po osiem i w przypadku modelu 80 istnieją gniazda szczelinowe, które służą dla 16 równoległych bitów danych i adresów, jak również złącza szczelinowe dla 32 równoległych bitów. Znane jest także określanie pozycji bitu znacznikowego celem wskazywania, że polecenie przesyłane przez magistralę jest poleceniem 16- lub 32bitowym /np. logiczna 1=32 bity, logiczne 0 = 16 bitów/ tak, że płytka w złączu 16-bitowym może wykrywać polecenia, które są poza jej zakresem i nie podejmować żadnego działania. Umożliwia to w przypadku płytki 16-bitowej uniknięcie sytuacji, w której rozpoczyna ona nieprawidłowe działanie, widząc jedynie część rozkazu lub adresu.

Ta pozycja bitu znacznikowego nie daje jednakże żadnego zabezpieczenia w przypadku, gdy 32-bitowa płytka jest umieszczona w złączu 16-bitowym. Wówczas płytka będzie działać tak, jak gdyby była w 32-bitowym gnieździe i interpretować niewłaściwie sygnały binarne na brakujących pozycjach w magistrali.

Znane jest także przesyłanie danych pomiędzy dwiema magistralami danych różnego typu, ale takie przesyłanie odbywa się zwykle przez interfejs o ustalonej logice rozpoznającej, że definicja magistrali na obu stronach pozostaje taka sama. Znane jest stosowanie płytki funkcjonalnej w gnieździe szczelinowym komputera posiadającego gniazda szczelinowe dla wtykowych płytek układowych i posiadającego złącze systemowe w każdym gnieździe szczelinowym. Istnieją przynajmniej dwie różne konfiguracje styków złączy w określonych pozycjach w gniazdach szczelinowych. Komputer posiada też magistralę systemową do przesyłania zakodowanych rozkazów do złączy celem ich wykonania przez umieszczone w nich płytki funkcjonalne i do podawania zasilania elektrycznego z jej styków w wybranych pozycjach do płytek funkcjonalnych.

Płytka funkcjonalna według wynalazku, osadzana w gnieździe szczelinowym komputera posiadającego gniazda szczelinowe dla płytek funkcjonalnych ze złączami płytkowymi, złącze systemowe w każdym gnieździe szczelinowym oraz magistralę systemową przesyłającą zakodowane rozkazy i zasilanie elektryczne do umieszczonych w złączach systemowych płytek funkcjonalnych, przy czym styki złącza płytkowego współpracują ze stykami złącza systemowego, charakteryzuje się tym, że zawiera układ konwertera dołączony do ustalonego styku złącza płytkowego tak, że dla ilości styków złącza systemowego równej ilości styków złącza płytkowego układ konwertera jest połączony ze stykiem złącza systemowego i złącze ma pierwszą charakterystykę elektryczną, zaś dla ilości styków złącza systemowego mniejszej od ilości styków złącza płytkowego układ konwertera nie jest połączony ze stykiem złącza systemowego i złącze ma drugą charakterystykę elektryczną.

Według wynalazku układ konwertera zawiera dzielnik napięcia połączony ze stykiem napięcia stałego złącza płytkowego ustalającym pierwszą charakterystykę elektryczną.

Płytka funkcjonalna dla systemu komputerowego posiada specjalny układ umożliwiający dopasowanie się płytki do szczególnego typu gniazda, w którym jest umieszczana. Komputery przeznaczone do stosowania indywidualnego lub w małych sieciach posiadają zwykle gniazda szczelinowe ze złączami pozwalającymi na dodanie płytek funkcjonalnych i przyłączenie do magistrali komputera celem rozszerzenia możliwości funkcjonalnych. Ponieważ moc obliczeniowa takich systemów wzrosła, zwiększa się rozmiar magistrali łączącej dla ulepszenia funkcji przenoszenia danych. W danym systemie komputerowym istnieją często jedna lub dwie konfiguracje złącza magistrali istniejącego w danym gnieździe szczelinowym. Przez taką konwersję stanów elektrycznych na wybranych pozycjach złącza, aby otrzymać informację określającą konfigurację magistrali dla gniazda szczelinowego, zostaje uruchomiony specjalny algorytm zawarty na płytce celem określenia charakterystyki gniazda szczelinowego, w którym umieszczona jest płytka i który dopasowuje indywidualnie płytkę do odpowiedzi lub ogranicza odpowiedź odpowiednio do wymagań tej konfiguracji. Poprzez taką adaptację do gniazda szczelinowego uzyskuje się zwiększoną możliwość stosowania płytki i unika się pewnych wad działania, które powodują zawieszenie systemu i mogą występować w przypadku, gdy płytka jest umieszczona w gnieździe, dla którego nie jest akonfigurowana.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie płytki funkcjonalnej dla komputera, która dopasowuje się samoczynnie do swojej pozycji w gnieździe szczelinowym.

Płytka funkcjonalna według wynalazku wykrywa, gdy znajduje się w szczelinie, która jest przeznaczona dla płytki o mniejszej szerokości magistrali. Płytka funkcjonalna według wynalazku rozpoznaje, gdy jest umieszczona w szczelinie dla mniejszej szerokości magistrali i wykonuje polecenia, które są właściwe dla takiego gniazda szczelinowego.

Płytka funkcjonalna według wynalazku zawiera specjalny układ do detekcji warunku, który nie występuje zwykle w informacji stanu, a następnie do dostarczania odpowiedzi na ten warunek takiej, że powstaje sygnał binarny wskazujący szerokość magistrali dla gniazda szczelinowego. W korzystnym wykonaniu zasilanie prądem stałym daje podstawę do wytwarzania sygnału logicznego wskazującego szerokość magistrali i płytka ogranicza swoje reakcje na polecenia tak, aby zapobiec adresowaniu komórek pamięci poza zakresem konfiguracji magistrali gniazda szczelinowego, w którym jest ona umieszczona.

Przedm iot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w postaci schematu blokowego elementy systemu macierzystego, połączone z płytką funkcjonalną, gdzie układ logiczny testowania poleceń jest zrealizowany przez lokalny procesor programowalny, fig. 2 - w schematycznym przedstawieniu płytkę funkcjonalną według wynalazku, przeznaczoną do umieszczenia w gnieździe szczelinowym posiadającym złącze z pełnym kompletem styków, dla którego płytka została zaprojektowana, fig. 3 - w schematycznym przedstawieniu płytkę funkcjonalną w gnieździe, w którym część styków złącza nie współdziała ze stykami złącza systemu, fig. 4 i 5 - w uproszczonych schematach złącza 16- i 32-bitowe, fig. 6A i 6B - wykresy rozkładu styków złącza systemowego dla magistrali 16- bitowej według architektury typu Micro Channel, stosowanej w komputerach IBM PS/2, fig. 7 - układ konwertera w schemacie ideowym, fig. 8 - ogólna sieć działań dla przetwarzania rozkazów dla układów

163 268 znanej płytki funkcjonalnej, fig. 9 sieć działań odpowiadającą fig. 8, ale obejmującą następnie sprawdzanie rozkazów według wynalazku dla umożliwienia odrzucenia poleceń, które nie mogą być wykonane prawidłowo, fig. 10 - szczegółową sieć działań przedstawiającą schemat logiczny /algorytm/ realizowany przez procesor ogólnego przeznaczenia dla sprawdzania pewnych typów niewykonalnych rozkazów otrzymywanych z systemu macierzystego i fig. 11 - szczegółową sieć działań dla następnego schematu logicznego do identyfikacji niewykonalnych rozkazów otrzymywanych z procesora macierzystego.

Na figurze 1 pokazana jest płytka funkcjonalna 10 połączona z systemem macierzystym 30 przez złącze płytkowe 12, które współpracuje ze złączem systemowym 32 celem odbierania sygnału i zasilania z magistrali systemowej 34. System macierzysty 30 zawiera procesor centralny 36 i pamięć systemową 38, połączone z magistralą systemową 34 w sposób typowy dla takich systemów jak komputery IBM marki Personal Systeiń/ 2.

Sygnały ze złącza płytki 12 są przyjmowane w rejestrach 14 interfejsu, do których procesor lokalny 16 ma dostęp przez magistralę lokalną 18. Pamięć systemowa 20 i sterowniki specyficzne 22 są także połączone z magistralą lokalną 18 i mogą być uważane razem z procesorem lokalnym 16 i pamięcią systemową 20 za część całego układu specyficznego 28. Sterowniki specyficzne 22 mogłyby zmieniać się w zależności od płytki i mogłyby, na przykład sterować urządzeniami zewnętrznymi 40, takimi jak napędy dysków odpowiadające systemom Smali Computer System Interface. Układ konwertera 24 jest połączony ze złączem 12 płytki i dostarcza sygnał na magistralę lokalną 18.

Na figurze 2, płytka funkcjonalna 10 jest pokazana łącznie z materiałem płytki tworzącej sztywny panel 11. Indywidualne styki 13 złącza płytkowego 12 są usytuowane w wybranych pozycjach po drugiej stronie panelu 11/ pokazano dla uproszczenia liczbę styków mniejszą niż zalecana/. Złącze systemowe 32 jest zamontowane na płaskiej płytce 33 i jego styki /nie pokazane/ współpracują ze stykami 13 wzdłuż złącza płytkowego 12 oraz określają gniazdo szczelinowe 42. Omawiane złącze płytkowe jest korzystnie wtykowym złączem krawędziowym płytki, a złącze systemowe jest gniazdowym złączem krawędziowym.

W przeciwieństwie do fig. 2, fig. 3 pokazuje skrócone złącze systemowe 32’, co jest okolicznością mającą związek z problemem, do którego odnosi się wynalazek.

Na figurze 4 i 5 są pokazane położenia styków dla typowych złącz 32’ i 32 odpowiednio dla 16 i 32 bitów.

Fig. 6A i 6B pokazują wykresy dla styków 12 przy założeniu, że magistrala systemowa 34 /fig. 1/ odpowiada specyfikacji magistrali Micro Channel z oznaczeniami A i D wskazującymi pozycję odpowiednio adresu i danych. Dodatkowy opis odnoszący się do takiego systemu można znaleźć w podręczniku Personal System /2 Hardware Interface Technical Reference.

Na figurze 7 układ konwertera 24 według korzystnego wykonania wynalazku jest połączony ze szczególnym stykiem 12 oznaczonym 77 na fig. 6b, który nie współpracuje z 16-bitowym złączem systemowym 32’ /fig. 3/, ale współpracuje ze źródłem stałego napięcia 12 V przez 32-bitowe złącze 32 /fig. 2/. Rezystory 60 i 62 działają jako dzielnik napięcia celem wytwarzania sygnału logicznego na połączeniu bocznikowym 64, które podaje taki sygnał jako sygnał sterowania na wejście procesora 16 /fig. 1/ przez magistralę lokalną 18.

Figura 8 pokazuje normalną sekwencję operacji przy wykonywaniu rozkazu systemu macierzystego 30 /fig. 1/. Ta sekwencja logiczna jest korzystnie realizowana przy zastosowaniu procesora programowanego 16, jak pokazano na fig. 1, który może być na przykład procesorem typu Intel 8032. Początkowo rozkaz jest odbierany przez blok logiczny 80 z rejestrów 14. Rozkaz jest następnie przetwarzany według operacji programu 82, który powinien być przygotowany odpowiednio do działania szczególnej płytki funkcjonalnej 10. Następnie operacja 84 schematu logicznego realizuje cykl przetwarzania i przygotowuje następny rozkaz.

Figura 9 pokazuje zmiany schematu logicznego z fig. 8 według wynalazku. Po odebraniu rozkazu według schematu logicznego 80 wszystkie adresy pamięci, których obecność na magistrali 34 jest wymagana przez rozkaz /fig. 1/ są wyodrębniane i sprawdzane celem stwierdzenia, czy przekraczają ograniczenie 16 MB dla adresacji 16-bitowej. Jeżeli tak, schemat logiczny 94 testuje sygnał BIGSLOT podawany przez układ konwertera 24 dla określenia, czy adres przekracza ograniczenie adresowe złącza szczelinowego. Stąd jedynie wtedy, gdy adres

163 268 przekracza ograniczenie złącza szczelinowego, według wynalazku, karta odrzuca rozkaz, stosując schemat logiczny 96.

Na figurze 10 schemat logiczny przetwarzania rozkazów w postaci bloku sterowania zaczyna się od odebrania adresu dostępu bloku sterowania. Wartość sygnału BIGSLOT jest daną dla etapu 104 schematu logicznego i jest testowana w etapie 106 schematu logicznego. Jeżeli złącze szczelinowe ogranicza zakres adresowania, adres bloku sterowania zostaje sprawdzony w etapie 108 i jeżeli przekracza on czas dla złącza szczelinowego do systemu macierzystego 30 w etapie 110 schematu logicznego zostaje wysłany sygnał błędu. W przeciwnym przypadku w etapie 112 pobrany zostaje sygnał taktowania z bloku sterowania.

Na figurze 11 jest pokazany dodatkowy schemat logiczny celem uzupełnienia schematu logicznego z fig. 10. W etapie 11 schematu logicznego rozkaz jest odbierany przez pamięć 20. Sygnał BIGSLOT jest odczytywany w etapie 113 schematu logicznego i jeżeli wskazuje on ograniczoną logikę, złącze szczelinowe 114 dla adresowania rozkazów jest testowane w etapie 116 schematu logicznego w celu określenia czy jest to rozkaz z jedną czy więcej operacją dostępu do pamięci. Jeżeli tak, adresy są sprawdzane w etapie 118 schematu logicznego celem określenia, czy przekraczają one ograniczenie złącza szczelinowego. Jeżeli jakieś adresy przekraczają ograniczenia złącza szczelinowego, wysyłany jest w etapie 120 sygnał błędu do systemu macierzystego 30 schematu logicznego, w przeciwnym przypadku wykonywany jest rozkaz w etapie 122 schematu logicznego.

Aczkolwiek przedstawiono tylko pewne korzystne cechy wynalazku, dla specjalistów będzie oczywistych wiele zmian i modyfikacji objętych zarówno ideą wynalazku jak i zakresem zastrzeżeń patentowych.

FIG. 11

POCZĄTEK __

ODBIÓR ADRESU Z SYSTEMU

MACIERZYSTEGO 30

102

I

ODCZYT

BIGSLOT

IM

CZY KARTA W GN.HHBIT0WYM

NIE

SYGNAŁ ZEGAROWY ZAORESU SYSTEMU MĄffiŚTTEfll .

112

FIG. 10

FIG. 9

FIG. 7

. .

BIGSLOT WEJŚCIA

PROCESORA

FIG. 8

FIG.GB

Zastrzeżony

D 16 D 17 O 18

22 0 23

Zastrzeżony

O 27 O 28 D29

-BEO BE 1 •BE 2

TR 32 A24 A25

A29 A 30 A31

GNO

Zastrzeżony

GNO

61 62

67 66

81 82

65 86

89

-GNO +12 PWR + 5 PWR

-Zastrzeżony

-^^str^^jony

Zastrzeżony

O 19 0 20 D21 + 5PWR + 12PWR + 12PWR +sPWR

-GNO

24 D25 D26

D30

D31

Zastrzeżony -BE 3

-OS 32RTN -CD OS 32

A26

A27

A28

Zastrzeżony

FIG. 6 A

AUDIO' 14.3 MHz

A23 .

A22

A21

A20 A 19 A 19

AUDIO GND GND

O SCGND

GND

A 17 A 18 A 15 A 14 A 13 A 12 -|RQ 09 — -|RQ 03 — -IRQ ος —

-IRQ 05 — -IRQ 06 — -IRQ 07 —

Łsłrażone Zastrzeżone -CHCK —

-CMD CHRDYRTN -CDSFDBK DOI D03D0«CWRESETZostrzeżone

Zastrzeżone

KEYGND

GND

GNO

GND

GNO

GND

21 22

38

-GND

- +5Vdc

- +12VdC

--12Vdc

- +5Vdc

- +i2Vdc

- +sVdc

-GND

-CD SETUP MADĘ 2<

A 11 A10 A09

A08

A07

A08

A05

A04

A03

A02

A01

A00

-ADL

-PREEMPT

-BURST

ARB 00 ARB 01 ARB 02

ARB 03

ARBAGNT

-TC

-SO

-S1

MZ-10

CD CHROY 0 00 D 02

05 006 0 07

-DS 16 RTN -REFRESH KEY

163 268

FIG. 4

	01
Sekcjo
β-bitowo		45
Rozsze* zenie		48
16 -bit owe		58

ZTgcze 16-bitowf·.

FIG.5

FIG. 2

FIG. 3

163 268

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Płytka funkcjonalna w gnieździe szczelinowym komputera posiadającego gniazda szczelinowe dla płytek funkcjonalnych ze złączami płytkowymi, złącze systemowe w każdym gnieździe szczelinowym oraz magistralę systemową przesyłającą zakodowane rozkazy i zasilanie elektryczne do umieszczonych w złączach systemowych płytek funkcjonalnych, przy czym styki złącza płytkowego współpracują ze stykami złącza systemowego, znamienna tym, że zawiera układ konwertera (24) dołączony do ustalonego styku złącza płytkowego (12) tak, że dla ilości styków złącza systemowego (32) równej ilości styków (13) złącza płytkowego (12) układ konwertera (24) jest połączony ze stykiem złącza systemowego (32) i złącze ma pierwszą charakterystykę elektryczną, zaś dla ilości styków złącza systemowego (32’) mniejszej od ilości styków (13) złącza płytkowego (12) układ konwertera nie jest połączony ze stykiem złącza systemowego (32’) i złącze ma drugą charakterystykę elektryczną.
2. Płytka funkcjonalna według zastrz. 1, znamienna tym, że układ konwertera (24) zawiera dzielnik napięcia (60, 62) połączony ze stykiem napięcia stałego (77) złącza płytkowego (12) ustalającym pierwszą charakterystykę elektryczną.