Карты PCMCIA: интерфейсы PC Card, CardBus и Express Card

В начале 90-х годов организация PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association — международная ассоциация производителей карт памяти для персональных компьютеров) начала работы по стандартизации шин расширения блокнотных компьютеров, в первую очередь предназначенных для расширения памяти. Первым появился стандарт PCMCIA (1990 г.), в котором были описаны 68-контактный интерфейсный разъем и два типоразмера карт памяти: Туре I и Туре II PC Card. Следующая версия PCMCIA 2.0 (1991 г.) для того же разъема определила интерфейс операций ввода-вывода. Позже были добавлены спецификация PC CardATA и новый типоразмер Туре III. Стандарт PC Card (1995 г.) явился продолжением предыдущих; в нем введены дополни­тельные требования для улучшения совместимости и новые возможности: пи­тание 3,3 В, поддержка DMA и 32-битной шины PCI — CardBus. В дальнейшем в стандарт были введены и другие дополнительные возможности.

Все карты PCMCIA и PC Card имеют 68-контактный разъем, назначение кон­тактов у которого варьируется в зависимости от типа интерфейса карты. Тип интерфейса «заказывается» картой при установке ее в слот, который, естествен­но, должен поддерживать требуемый интерфейс. Интерфейс памяти обеспечи­вает 8- и 16-битные обращения с минимальным временем цикла 100 не, что дает максимальную производительность 10 и 20 Мбайт/с соответственно. Ин­терфейс ввода-вывода имеет минимальную длительность цикла 255 не, что со­ответствует 3,92 и 7,84 Мбайт/с для 8- и 16-битных обращений. Интерфейс CardBus поддерживает протокол обмена PCI; тактовая частота — 33 МГц, раз­рядность — 32 бита. Здесь используется та же система автоматического конфи­гурирования, что и в PCI (через регистры конфигурационного пространства). В интерфейс заложены дополнительные возможности для цифровой передачи аудиосигнала, причем как в традиционной форме ИКМ, так и в новой (забытой старой) форме ШИМ (PWM). Для дисковых устройств АТЛ в формате PC Card имеется специальная спецификация интерфейса.

Существует несколько конструктивных типов PC Card (рис. 14.13); у всех карт этих типов размер в плане составляет 54 х 85,5 мм, но разная толщина (мень­шие адаптеры встают в большие гнезда):

♦ PC Card Type I — 3,3 мм — карты памяти;

♦ PC Card Type II — 5 мм — карты устройств ввода-вывода, модемы, адаптеры
локальных сетей;

♦ PC Card Type III — 10,5 мм — дисковые устройства хранения;

♦ PC Card Type IV — 16 мм (упоминания об этом типе карт на сайте http:// www.
pc-card.com найти не удалось).

Есть еще и маленькие карты Small PC Card размером 45 х 42,8 мм с тем же кон­нектором и теми же типами по толщине.

Большинство выпускаемых карт PC Card поддерживают технологию РпР и пре­дусматривают «горячее» подключение — интерфейсные карты могут вставлять­ся и выниматься без выключения компьютера. Для этого контакты шин пита­ния имеют большую длину, чем сигнальные, обеспечивая их упреждающее под­ключение и запаздывающее отключение. Два контакта обнаружения карты (card detect), CD1# и CD2#, короче остальных — их замыкание для хоста означа­ет, что карта полностью вставлена в слот. Несмотря на возможность динамиче­ского конфигурирования, в некоторых случаях при изменении конфигурации требуется перезагрузка системы.

В стандарте PC Card выпускают самые разнообразные устройства — память, устройства хранения, коммуникационные средства, интерфейсные порты, игро­вые адаптеры, мультимедийные устройства и т. п.; правда, все они существенно дороже своих крупногабаритных аналогов. Через слот PC Card портативные компьютеры могут подключаться к док-станциям, в которые может быть уста­новлена обычная периферия. Недостаточно строгое следование производите­лей стандарту иногда приводит к проблемам совместимости.

Слоты PC Card подключаются к системной шине блокнотного ПК через мост; для компьютеров с внутренней шиной PCI это мост PCI/PC Card. В блокнот­ных ПК могут быть и слоты SPCI (см. выше), но они недоступны без вскрытия корпуса и не допускают «горячей» замены устройств.

Настольный ПК можно снабдить слотами PC Card с помощью специальной карты адаптера-моста, устанавливаемой в слот PCI или ISA. Сами слоты (1-2 шту­ки) оформляются в корпус трехдюймового устройства и выводятся на лицевую панель ПК; этот корпус соединяется с картой-мостом ленточным кабелем-шлейфом.

С появлением PCI Express организация PCMCIA ввела конструктив Express-Card (рис. 14.14), для которого на системный разъем выводится два интерфей­са: PCI Express (lx) и USB 2.O. Модули ExpressCard компактнее прежних карт PCMCIA (PC Card и CardBus); предлагаются две модификации, различающие­ся по ширине: ExpressCard/34 (34 х 75 х 5 мм) и ExpressCard/54 (54 х 75 х х 5 мм). Толщина модулей всего 5 мм, но если требуется, более длинные моду­ли могут иметь утолщения в части, выходящей за габариты корпуса компьютера (за пределами 75 мм от края разъема). Как и прежние карты PCIMCIA, карты ExpressCard доступны пользователям и поддерживают «горячее» подключение.

Поиск по сайту: