Протокол изоляции

Для изоляции карт друг от друга имеется специальный режим работы, в который логика PnP переводится с помощью ключа инициализации (Initiation key). Ключ представляет собой предопределенную последовательность записей в порт ADDRE S 5 (279h). Аппаратная логика карты, проверяющая ключ, основана на сдвиговом ре­гистре с обратными связями LFSR (Linear Feedback Shift Register), схема которого приведена на рис. 6.5. Во время проверки ключа на вход С1 подается уровень логи­ческого нуля, а на вход С2 — стробы записи в порт ADDRESS. Логика, не показанная на рисунке, сравнивает код в сдвиговом регистре с текущей записью и при несовпа­дении сбрасывает регистр LFSR в исходное состояние (код 6Ah). В это же состо­яние регистр может быть переведен двумя последовательными записями нулей в порт ADDRESS. Сдвиг в регистре происходит при каждой записи в порт ADDRESS. Если ключ (последовательность из 32 записей требуемых байт) из исходного со­стояния LFSR будет приложен верно, то после последней записи логика карты перейдет в режим конфигурирования (это еще не состояние config) и подготовит­ся к отработке протокола изоляции. Точная последовательность байт ключа в hex-формате выглядит следующим образом:

6А, В5, DA, ED, F6.. FB', 7D, BE, DF, 6F, 37, IB, 0D, 86, СЗ, 61, В0, 58, 2С. 16. 8В. 45, А2, D1, Е8. 74, ЗА, 9D, СЕ, Е7, 73. 39

1 1 0 1 0 1

Рис. 6.5. Сдвиговый регистр LFSR карты PnP

168 ________________________ Глава 6. Шины и карты расширения

Протокол изоляции основан на уникальном последовательном идентификаторе (Serial Identifier), хранящемся в памяти каждой карты PnP. Этот идентификатор представляет собой ненулевое 72тбитное число, состоящее из двух 32-битных по­лей и 8-битного контрольного кода, вычисляемого с помощью того же регистра LFSR. Первое 32-битное поле представляет собой идентификатор производите­ля. Второе поле назначается производителем и уникально для каждого экземпляра всех выпускаемых им карт. Здесь может присутствовать серийный номер, а для адаптера Ethernet это может быть и частью МАС-адреса. Принцип построения последовательного идентификатора гарантирует, что в одной системе не могут встретиться две карты с совпадающими идентификаторами. Однако случалось, что незадачливые производители тиражировали (свои ли?) устройства, копируя всю «начинку», включая и серийные номера. Доступ к идентификатору осуществ­ляется последовательно, начиная с бита 0 нулевого байта идентификатора произ­водителя и заканчивая битом 7 контрольной суммы. Во время передачи иденти­фикатора на вход С1 схемы LFSR поступают текущие биты идентификатора, а на вход С2 подаются стробы чтения регистра Serial Isolation (см. ниже). В так­тах передачи контрольной суммы ее биты берутся с выхода сдвигового регистра.

Протокол изоляции может быть программно инициирован в любой момент време­ни посылкой корректного ключа инициализации, переводящего все карты в кон­фигурационный режим. В этом режиме каждая карта ожидает 72 пары операций чтения порта READ_DATA. Ответ каждой карты на эти операции определяется зна­чением очередного бита ее последовательного идентификатора.

Если текущий бит идентификатора карты имеет единичное значение, то ее буфер шины данных в первом чтении пары выводит на шину данных значение 55Ь. Если текущий бит нулевой, то буфер работает на чтение шины данных и логика карты анализирует ответ других карт — проверяет наличие комбинации «01» в битах D[l: 0] (младшие биты числа 55h). В следующем цикле чтения пары карта с еди­ничным битом выводит число AAh, а карта с нулевым текущим битом проверяет наличие комбинации «10».

Если карта, просматривающая вывод данных другими картами, обнаружила кор­ректные коды в обоих циклах чтения пары, она в данной итерации изоляции ис­ключается.

Если карта в текущей паре управляла шиной или карта читала шину, но не обна­ружила корректных активных ответов других карт, она сдвигает идентификатор на один бит и готовится к приему следующей пары циклов чтения.

Эта последовательность выполняется для всех 72 бит идентификатора. В конце процесса останется лишь одна карта. Записью в управляющий регистр PnP (ин­декс 06) ей назначается селективный номер CSN, по которому она будет использо­ваться в дальнейших операциях. Карта с назначенным номером CSN в следующих итерациях протокола изоляции не участвует (на пары чтений не отвечает).

Во время протокола изоляции карты не имеют права удлинять шинные циклы с помощью сигнала IOCHRDY, поскольку это привело бы к неопределенности ре­зультатов наблюдения за «соседями». В других режимах этот сигнал может быть использован без особых ограничений.

6.1. Шины ISA, EISA и PC/104 ______________________________________ 169

Программа конфигурирования проверяет данные, возвращаемые во время всех пар циклов чтения, и побитно собирает прочитанный идентификатор. Если в паре приняты байты 55h и AAh, то соответствующий бит считается единичным, в дру­гих случаях он считается нулевым. При приеме идентификатора программа подсчи­тывает контрольную сумму и сравнивает ее с принятой. Несовпадение контрольной суммы или отсутствие среди принятых байт 55h и AAh указывает на то, что вы­бранный адрес порта READ_DATA конфликтует с каким-либо устройством. Тогда программа пробует произвести итерацию, переместив адрес порта READ_DATA в допустимом диапазоне адресов. Если при переборе нескольких возможных ад­ресов не удается считать корректный идентификатор, то принимается решение об отсутствии карт PnP в системе (вообще или с неназначенными номерами CSN). Программа должна обеспечивать задержку 1 мс после подачи ключа перед первой парой чтений и 250 мкс между парами чтений. Это дает карте время для доступа к информации, которая может храниться и в медленных устройствах энергонезави­симой памяти.

Итак, по завершении протокола изоляции программное обеспечение имеет спи­сок идентификаторов обнаруженных карт и присвоенных им селективных номе­ров, сообщенных и самим картам. Далее общение программы с каждой картой идет по ее селективному номеру CSN, фигурирующему в командах PnP. Нулевой CSN присваивается картам по программному или аппаратному сбросу и используется как широковещательный адрес.