AMR: Architektura - funkce - použití XII. AMR slot

Transkript

1 AMR: Architektura - funkce - použití XII. AMR slot 2002 Simon Cihelník si.ci@seznam.cz Risery & seriál AC 97 a AC-Link architekturu máme poměrně zevrubně zmapovanou. Dnes se seznámíme s linkami architektury AMR AMR risery integrují tři dílčí rozhraní (audio, modem a USB) z nichž první dvě jsou integrovány na společné sběrnici nazývané AC-Link. AMR slot však obsahuje ještě několik dalších významných linek o nichž je třeba se podrobněji rozepsat. AMR slot integruje celkem pět kanálů (pin značí pin AMR konektoru). Vstup a se zde již konvenčně posuzuje dle směru toku dat vůči slotu riseru a tedy v případě AC-Link linek je směr proti AC 97 konvenci obrácený. 1. AC-Link: pětivodičová sběrnice s osmi linkami (pro každý kodek je připravena vstupní SDATA_INx (x = 0.. 3). Význam jednotlivých linek byl popsán v předchozích kapitolách. AC97_SDATA_IN0 vstup A21 SDATA_IN0 dle AC 97 pro primární kodek AC97_SDATA_IN1 vstup A19 SDATA_IN1 dle AC 97 AC97_SDATA_IN2 vstup B21 SDATA_IN2 dle AC 97 AC97_SDATA_IN3 vstup B19 SDATA_IN3 dle AC 97 AC97_SDATA_OUT vstup B17 SDATA_OUT dle AC 97 AC97_SYNC vstup A17 SYNC dle AC 97 AC97_BITCLK AC97_RESET# vstup B18 RESET# dle AC 97 A23 BIT_CLK dle AC rozšiřující linky AC-Link. Tento kanál obsahuje velmi významnou linku PRIMARY_DN#, která zajišťuje hardwarovou kontrolu přítomnosti primárního kodeku na základní desce PC. Pokud je primární kodek na základní desce přítomen, je linka PRIMARY_DN# na základní desce uzemněna (úroveň L). AMR karta signál (L) akceptuje některým z hardwarových mechanizmů, který závisí na výrobci riseru (jedním z nejjednodušších je vypnutí interního napájecího zdroje AMR karty). Jedná se tedy o vstupní linku AMR slotu. Na tomto místě připomínám, že AC 97 dovoluje pouze jediný primární kodek. Moderní ACR a CNR karty mohou obsahovat na pinech CID na místo DIP přepínačů multiplexery a pull-down rezistory, čímž se podle logické úrovně na PRIMARY_DN# vytvoří během enumerace na CID pinech kodeku(-ů) riserové karty logická kombinace odpovídající sekundárním kodekům. ACR a též CNR risery umožňují v případech, kdy to podporuje základní deska PC, primární kodek na základní desce vypnout softwarově. Tato řešení ale vyžadují intenzivní podporu výrobci riserů ze strany výrobce příslušné sady základních desek PC s riserovými sloty. Jde o provázání linky CODEC_RST# AC 97 kodeku s řídicí logikou, která tuto linku uvede do stavu L (na základních deskách se tak činí obyčejně jumpery, ale lze to i softwarově). Linky MONO_PHONE a MONO_OUT / PC_BEEP jsou analogové a slouží k přenosu jednoduchých audio signálů mezi základní deskou a AMR kartou v případě oddělených subsystémů audio a modem, popř. přenosu zvukové signalizace základní desky (PC_BEEP). PRIMARY_DN# vstup - B6 identifikace primárního kodeku na základní desce PC 1

2 MONO_PHONE MONO_OUT / PC_BEEP (analogový) vstup (analogový) - A2 - B3 SPDIF_IN vstup A13 AUDIO_MUTE# vstup - B1 AUDIO_PWRDN vstup - A1 AC97_MSTRCLK vstup - B23 monofonní audio linka ze subsystému modemu AMR karty směřovaná do audio subsystému na základní desce MONO_PHONE podle místa integrace audio subsystému je monofonní audio signál základní desky veden do subsystému modemu na AMR kartě (MONO_OUT) a nebo není-li audio subsystém na základní desce, je veden primitivní audio signál základní desky (beep/speaker) do AMR karty (PC_BEEP) MONO_OUT Z S = 1 kω (max) PC_BEEP Z S = 2 2,5 kω jedná se o ní linku SPDIF_OUT dle AC 97; pokud základní deska nepodporuje SPDIF_OUT kanál, musí být na AMR konektoru na základní desce linka uzemněna linka, která umožňuje hardwarově uvést AC 97 audio kodek do stavu Mute, čili zcela utlumit. Hlavní využití je u starších kodeků, které nepodporují GPIO; pokud základní deska nepodporuje AUDIO_MUTE#, musí být na AMR konektoru na základní desce ponechána nezapojená linka, která umožňuje hardwarově uvést AC 97 audio kodek do stavu power-down. Hlavní využití je u starších kodeků, které nepodporují GPIO; pokud základní deska nepodporuje AUDIO_MUTE#, musí být na AMR konektoru na základní desce linka uzemněna externí zdroj 24,576 MHz pro AC-Link; alternativa CLK pro AC-Link; pokud základní deska nepodporuje AC97_MSTRCLK, musí být na základní desce na AMR konektoru linka uzemněna 3. USB kanál: AMR slot integruje také jeden kanál USB 1.1 včetně +5 VSB / GND a linku USB_OC# - indikaci překročení mezního proudu (vysokopříkonový sběrnicově napájený typu kanálu). Bližší podobnosti zájemce nalezne v USB specifikaci. USB+ - A10 linka D- USB kanálu USB- - A11 linka D+ USB kanálu USB_OC# - A8 signalizace překročení mezního proudu USB kanálu 4. kanál napájení a zemí: AMR karty jsou z hlediska dostupnosti napájecích napětí přizpůsobeny k integraci analogových i digitálních obvodů a není divu, AC 97 kodek je AD/DA převodník jako jakýkoliv jiný. Způsob, jak je plošný spoj AMR karty navržen, velmi značně ovlivňuje její parametry, stejně jako v případě kvalitních zvukových karet, karet AD-převodníků vyššího rozlišení a jiných karet sdružujících přesné analogové i digitální signály. Podobně kritické je také využití správných zemí, kterých AMR slot nabízí celkem patnáct. Podrobně se problematikou návrhu AMR karty (včetně izolačního příkopu a jeho realizace s AC 97 kodeky) budeme zabývat v některém z následujících dílů tohoto seriálu. Hlavním napájecím napětím AMR slotu je +/-12 V. Slouží jako obecný napájecí zdroj, mj. k napájení analogové části karet (která nemá samostatnou linku napájení). Celkově je na lince +12 V možno odebírat až, což odpovídá maximálnímu výkonu 6 W. U karet kvalitativně vyšší třídy je +12 V často prostřednictvím DC/DC měničů a LDO zdrojem všech napájecích napětí 2

3 AMR karty. Hlavní výhodou je omezení rušení, které se na kartu dostává z napájecích linek integrovaných na AMR slotu, nevýhodou je narůstající obvodová složitost. V současnosti, kdy jsou DC/DC měniče i LDO stabilizátory dobře dostupné, dostatečně integrované a příznivé i cenově, by měl každý vývoj (obecně riserových karet, nejen AMR) zvážit obě varianty. Kromě 12-voltového napájení nabízí AMR slot také 4 digitální napájecí linky: dvě 5-voltové a dvě 3,3-voltové. Každá dvojice obsahuje jednu linku prostého napájení s proudovou zatížitelností do 1 A (5 V) a 0,5 A (3,3 V) a dále speciální duální totožná napájecí napětí, která je možno softwarově řídit v souladu s ACPI. 3,3-voltové duální napájení je určeno pro obecné aplikace, 5- voltové pro napájení USB. Ne úplně jednoduchá je situace s volbou vhodných zemí. Zatímco napájecí země jsou striktně specifikací odděleny od signálových, není zcela jednoznačně určeno, která z dostupných zemí může sloužit ke stínění. Specifikace sice navrhuje zemní linku B2, určenou jako zem k analogovým signálům MONO_PHONE, MONO_OUT / PC_BEEP a digitální signálovou zem pro AUDIO_MUTE# a AUDIO_PWRDN, ale v mnoha případech se výrobci AMR karet doporučením neřídí. linka typ Parametry (tolerance / max. proud) +12 V napájení -12 V napájení +/- 10 % 100 ma +5 VD napájení 1 A +3,3 VD napájení +3,3 V dual / +3,3 VSB napájení 150 ma (on) 20 ma (off) +5 V dual / +5 VSB napájení pin B9 B7 B11 B15 A15 A7 popis hlavní napájecí napětí; univerzální napájení riserové karty hlavní záporné napájecí napětí; univerzální napájení riserové karty napájení 5-voltové logiky napájení 3,3-voltové logiky sekundární napájení 3,3-voltové logiky s možností správy napájení (režim standby, power-down) sekundární napájení 5-voltové logiky s možností správy napájení (režim standby, power-down); určeno pro napájení USB kanálu GND zem - B10 zem pro napájecích +12 V (B9) GND zem - B8 zem pro napájecích -12 V (B7) GND zem - B12 zem pro napájecích +5 VD (B11) GND zem - B16 zem pro napájecích +3,3 VD (B15) GND zem - A16 zem pro napájecích +3,3 V dual / +3,3 VSB (A15) GND zem - A6 zem pro napájecích +5 V dual / +5 VSB (A7) a digitální signálová zem pro USB_OC# (A8) GND zem - B2 analogová signálová zem pro MONO_PHONE, MONO_OUT / PC_BEEP a digitální signálová zem pro AUDIO_MUTE#, AUDIO_PWRDN (A2, B3, B1, A1) GND zem - A22 digitální signálová zem pro AC97_BITCLK (A23) GND zem - A18 digitální signálová zem pro AC97_SDATA_OUT, AC97_RESET#, AC97_SYNC (B17, B18, A17) GND zem - A20 digitální signálová zem pro AC97_SDATA_IN0, AC97_SDATA_IN1 (A21, A19) GND zem - B20 digitální signálová zem pro AC97_SDATA_IN2, AC97_SDATA_IN3 (B21, B19) GND zem - B22 digitální signálová zem pro AC97_MSTRCLK (B23) GND zem - A9 digitální signálová zem pro USB+ (A10) GND zem - A12 digitální signálová zem pro USB- (A11) GND zem - A14 digitální signálová zem pro SPDIF_IN (A13) 5. rezervní linky: rezervní linky byly původně určeny k budoucím rozšíření AMR, ke kterému, jak dnes víme, nedošlo. ACR risery kvůli dopředné kompatibilitě s AMR risery a dostatku linek (pinů) na PCI slotu, ponechaly rezervní piny původního AMR beze změny. CNR není s AMR dopředně ani zpětně kompatibilní. 3

4 napájení - B13 rezervována pro budoucí potřeby napájení B14 A3 rezervní A4 není uřčeno - A5 rezervovány B4 B5 AMR slot je hnědý, typicky krátký dvouřadý 2 x 23 pinový konektor, který je plně kompatibilní se specifikací ATX mikroatx. Na základních deskách standardu ATX a mikroatx je AMR slot umístěn vždy o pozici před prvním PCI slotem (PCI sloty se číslují směrem od procesoru) a je mírně posunut směrem k okraji desky. Je-li přítomen slot AGP, bývá AMR umístěn pozici před ním, ale není to striktně specifikací vyžadováno. Strana A je strana blíže procesoru tozn. dále od PCI slotů. Strana B je naopak PCI slotům blíže. Na konektoru je klíč, který rozděluje slot na část jedenáctipinovou a dvanáctipinovou. Jedenáctipinová část je blíže okraji základní desky PC ATX, na kterém jsou umístěny standardní porty. Integruje analogová rozhraní, napájecí napětí pro analogové a digitální obvody a také USB. Dvanáctipinová část obsahuje pouze digitální rozhraní a napájení 3,3-voltové logiky. Obecně lze říci, že rozmístění jednotlivých linek na AMR konektoru je velmi důmyslné a napomáhá správnému rozložení a využití linek na PCB AMR karty. Podle integrace a subtypu dané AMR karty jsou využívány jednotlivé napájecí a zemní linky. Podrobnosti rozebereme v příštím díle a v některém z dalších pokračování věnovaném správě napájení AMR. Na rozdíl od CNR a ACR karet nejsou AMR karty zrcadlově otočené, tozn. že používají týž čelní braket jako PCI karty a také mechanické parametry jsou podřízeny stejným pravidlům jako PCI karty ve standardu PC ATX. AMR slot (pohled shora) okraj základní desky PC ATX se standardními porty B1 AUDIO_MUTE# AUDIO_PWRDN A1 B2 A_GND MONO_PHONE A2 B3 MONO_OUT / PC_BEEP rezervní A3 B4 rezervní rezervní A4 B5 rezervní rezervní A5 B6 PRIMARY_DN# GND A6 B7-12 V +5 V dual / +5 VSB A7 B8 GND_Sup USB_OC# A8 B9 +12 V D_GND A9 B10 GND_Sup USB+ A10 B11 +5 VD USB- A11 klíč B12 GND_Sup D_GND A12 B13 rezervní SPDIF_IN A13 B14 rezervní D_GND A14 B15 +3,3 VD +3,3 V dual / +3,3 VSB A15 B16 GND_Sup GND_Sup A16 B17 AC97_SDATA_OUT AC97_SYNC A17 B18 AC97_RESET# D_GND A18 B19 AC97_SDATA_IN3 AC97_SDATA_IN1 A19 B20 D_GND D_GND A20 B21 AC97_SDATA_IN2 AC97_SDATA_IN0 A21 B22 D_GND D_GND A22 B23 AC97_MSTRCLK AC97_BITCLK A23 4

5 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 Literatura: (url jsou z ) [1] 5