即插即用

孔晖
1997-01-01

#1　　即插即用ＰｎＰ的由来
　　对于许多ＰＣ用户而言，如果你需要为你的ＰＣ机增加一些新的功能，比如说欣赏ＣＤ唱盘、看ＶＣＤ影碟，收发传真等等，那么你就得为你的ＰＣ机增加一些新的设备，如声卡、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＰＥＧ－１硬件解压卡、ＦＡＸ／Ｍｏｄｅｍ传真卡等等一系列新设备。通常而言，安装新设备的过程为：
　　１．按照所购买设备的说明来设置开关和跳线；
　　２．正确地将新设备按规定的要求插入主板扩展槽中；
　　３．安装随新设备所配的驱动程序；
　　４．重新引导系统。
　　然后，你就开始祈祷吧！因为你很有可能还得花费大量的时间和精力来处理安装过程中所出现的种种问题。比如说手工改变设备的开关或跳线，跟踪Ｃｏｎｆｉｇ．ｓｙｓ文件以解决内驻驻留程序的冲突等等。原因在于一台ＰＣ机至少有一个或者多个总线设备（Ｂｕｓ　Ｄｅｖｉｃｅ），而多个总线设备则有可能共享相同的系统总线（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂｕｓ），于是这就不可避免的产生了硬件资源上的冲突。轻者只是新安装的设备无法使用或系统无法启动而已，严重的话就会导致系统的崩溃。怎样去解决这个问题？人们希望系统应该能提供对于底层硬件资源包括ＩＲＱ（中断请求）、Ｉ／Ｏ（输入／输出）端口、ＤＭＡ（直接内存存取）通道以及内存等的智能管理能力，免除用户因安装新的硬件设备而带来的烦恼。
　　随着微软推出Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５，它也宣传了Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５为用户提供的底层硬件资源的智能管理能力，即Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５具有即插即用（ＰｎＰ：Ｐｌｕｇ　ａｎｄ　Ｐｌａｙ）的功能，由此即插即用才为人们广泛重视。
　　即插即用这个概念很久以前就已被提出，它的标准则始于几种不同的解决ＰＣ硬件配置问题的方案———其中包括ＩＢＭ的微通道总线以及Ｃｏｍｐａｑ公司在ＥＩＳＡ（扩展标准工业系统总线）上的不懈努力。Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ步入制订即插即用规范的时间却在１９９１年才开始，促使Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ发展即插即用据说是Ａｐｐｌｅ公司在其广告中宣称Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｗｉｎｄｏｗｓ系列在易于配置和使用方面远远比不上Ａｐｐｌｅ公司的Ｍａｃ　ＯＳ操作系统，因为在Ａｐｐｌｅ公司的Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ微机上修改系统的设置甚至于简单到你只需再插入或者拨出扩展卡，机器就可以在其Ｓｙｓｔｅｍ系列操作系统下很好地工作，从而省去了再设置开关、跳线或分配系统资源的烦恼，可以说是现阶段下完全的即插即用。传说固然归于传说，然而归根结底的原因还是因为技术的进步使得Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ欲垄断个人ＰＣ机的操作系统的话，那么它就必须在技术先进性上下功夫，因为技术的发展本身就包含着两个方面的内容：一是操作使用上的简便；二是系统的复杂。而欲使系统在易于使用上有一个飞跃，那么它就必须解决多个总线设备共享系统总线时所带来的系统底层资源的分配和再分配问题。Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ同Ｉｎｔｅｌ和Ｃｏｍｐａｑ的结盟促使其在１９９３年以后相继公布了即插即用的规范，包括其他总线类型如ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＰＣＭＣＩＡ、ＰＣＩ、ＶＥＳＡ以及ＳＣＳＩ等等，但是就现阶段而言，完全意义上的即插即用恐怕还需要一段时间才能够进一步完善。
　　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ在Ｗｉｎｄｏｗｓ　ｆｏｒ　ｗｏｒｋｇｒｏｕｐｓ和Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＮＴ就已开始尝试一些设备检测和配置方面的试验，在Ｗｉｎｄｗｏｓ　ｆｏｒ　ｗｏｒｋｇｒｏｕｐｓ中，操作系统试图自动检测出视频适配卡、鼠标、键盘及网络适配卡等的类型。Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＮＴ则更进一步，它可以检测出ＳＣＳＩ设备及其他一些硬件，到了Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５，则几乎可以实现全自动的安装和系统的动态重配置。尽管Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５不可能对所有旧设备全部进行正确地识别，甚至有时也会求助于用户，但就即插即用本身而言，这已经可以说是一个真正的飞跃了。
#1　　即插即用是怎样实现的
　　看了上面关于ＰｎＰ的介绍，你想知道微软的Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５是如何实现即插即用这一魔术的吗？
　　说起来也很简单，就象每一个人都有不同的身份证号码一样，支持即插即用的硬件设备每一个都有不同的识别码（ＩＤ），这样，Ｗｉｎ　９５就可以把不同的硬件分开，用不同的方法驱动，也就不用你做手动调节了。
　　下面让我们来看一看实现ＰｎＰ需要的条件：
　　首先你的电脑主板必须支持ＰｎＰ，一般来说就是带有ＰＣＩ总线和ＰｎＰ的ＢＩＯＳ，你可以在很多电脑开机的时候看到Ａｗａｒｄ　Ｐｌｕｇ　ａｎｄ　Ｐｌａｙ　ＢＩＯＳ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　Ｖ１．０Ａ的字样，就表示该电脑主板带有Ａｗａｒｄ公司的即插即用的ＢＩＯＳ扩展１．０Ａ版。
　　其次，是其它设备也带有即插即用的ＢＩＯＳ扩展，以创新的ＳＢ１６　ＰｎＰ为例，在电脑上启动时你可以看到：
　　ＩｎＩｔｉａｌｉｚｅ　Ｐｌｕｇ　ａｎｄ　Ｐｌａｙ　ｃａｒｄｓ：
　　Ｃａｒｄ－０１：ｃｒｅａｔｉｖｅ　ｖｉＢＲＡ１６Ｃ　ＰｎＰ
　　ＰｎＰ，Ｉｎｉｔ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ
　　最后，你需要一个支持ＰｎＰ的操作系统，如Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５。
　　在设备的ＰｎＰ　ＢＩＯＳ中包含有两个重要的调用接口：
　　①资源识别接口。向主板的ＢＩＯＳ或操作系统提供设备的设备号（ＩＤ），以及该设备需使用哪些资源，资源的占用情况；
　　②资源初化始接口。调用它之后，设备才能正确使用。
　　在安装即插即用设备时，主板的ＰｎＰ　ＢＩＯＳ和新增设备上的ＰｎＰ　ＢＩＯＳ有一个交互过程，在初始化时，主板的ＰｎＰ　ＢＩＯＳ扫描所有设备，确定一个不冲突资源的分配方案，将各种硬件初始化的描述信息放在扩展ＢＩＯＳ数据区中（ＥＳＣＤ）。当ＰｎＰ的操作系统启动后，如Ｗｉｎ　９５启动后读取这些信息，如有改变则重新初始化所有硬件，为硬件加载适合的驱动程序，这就是为什么Ｗｉｎ　９５在增加或减少了扩展卡后启动要比平时慢得多的原因。因为每种硬件有一个识别号，所以不会弄错。
　　如果系统在本身的驱动程序库里找不到相应的设备驱动程序，就要求用户插入带有硬件驱动程序的驱动盘。
　　由于Ｗｉｎ　９５在Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ与广泛硬件厂商的合作下，本身带有大量旧有设备的识别方法和较新的驱动程序，所以很多人用Ｗｉｎ　９５感觉比以前好得多。
　　使用了ＰＣＩ总线接口的设备由于具有ＰＣＩ的ＩＤ识别码，所以ＰＣＩ卡具有ＰｎＰ能力，ＰＣＩ的ＩＤ号一般由主ＩＤ号（制造商的识别号，２个字节）和副ＩＤ号（２个字节）组成。因此，Ｗｉｎ　９５会把同一制造商ＩＤ号的ＰＣＩ设备视为具有同一驱动程序的产品。你在Ｗｉｎ　９５下如果发现你的电脑设备工作不正常，如Ｓ３　Ｔｒｉｏ６４Ｖ＋只能驱动２５６色，可以进入“控制面板”的“系统”，在“设备管理”中，把相关设备删除，或在“？”中把不运行的硬件设备删除，在下次启动时，Ｗｉｎ　９５就会要求你插入新设备的驱动盘了。
　　在Ｗｉｎ　９５运行时，系统不停地扫描系统，如有硬件变化则相应的加载或卸载该硬件的驱动程序并通知应用软件，这样就可以实现热拨插。其典型应用是笔记本与Ｄｅｃｋ（扩展箱）底座的热连接。
#1　　即插即用的目标
　　即插即用技术的采用，改变了ＰＣ用户拥有的系统的性能，但是与人们的期望值还有一段距离，在我看来，完全的即插即用，应达到如下的目标：
#2　　１．容易安装和配置新设备
　　易于安装和配置新设备对于用户而言将是最直接的体现，从此用户不必再为ＩＲＱ、ＤＭＡ通道、Ｉ／Ｏ端口而发愁，更不必手工进行硬件上的开关和跳线的设置，甚至于软件上的设置也可由系统代劳了。
#2　　２．热拨插
　　这应该说是即插即用技术的最具威力的体现。你可以在系统正在运行的时候安装一个新设备或者拆除一个旧设备。
#2　　３．具有与操作系统和硬件自身无关性的特点
　　即插即用的目的之一是为了便于用户使用和再开发，设备供应商将不再为所生产出的产品能否正常使用而单独为硬件开发专门的驱动程序，其硬件的独立性应当使其在ＣＩＳＣ系列的ＰＣ中或者是ＲＩＳＣ系列的Ｐｏｗｅｒ　ＰＣ硬件平台上都可以很好地工作。同样，即插即用也并不应当专指某一个或几个操作系统而言。
#2　　４．减少硬件的复杂性，增强其工作的灵活性
　　减少硬件的复杂性的目的在于使硬件的配置更为简单，而增强硬件的工作灵活性同样不会与减少其复杂性相矛盾。当新增加设备所默认的ＩＲＱ、Ｉ／Ｏ端口或者ＤＭＡ通道中某一项或几项与已存在设备使用的相同，或者说因为需要共用而将要产生冲突时，这时增强其工作的灵活性将显得至关重要，因为当系统需要它在别的端口或ＤＭＡ通道工作时，它也可以同样很好地工作。
　　可以肯定的说，ＰｎＰ技术对于ＰＣ机的硬件发展历程而言，它所带来的开放性的标准同操作系统使用ＧＵＩ图形用户界面来取代人机对话的字符界面的改变具有同样的意义。尽管使用过Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５的用户会对其所提供的令Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ感到自豪的即插即用功能还不太满意，然而即插即用和ＡＴＸ规范将使得组装一台ＰＣ机变得象堆积木一样简单，而且当用户使用一个ＰｎＰ操作系统时，所有的“积木”都可以在ＰｎＰ规范之下为用户很好地工作而不必担心它们会为你找麻烦。这时技术的先进性将会为用户带来不同于以往的舒适，因此我们完全有理由相信ＰｎＰ这种逐渐形成的硬件生产标准将会获得极大的成功。
#1　　即插即用给非即插即用设备带来的问题及解决方法
　　ＰｎＰ给大家带来了好处，也给一些非ＰｎＰ设备带来了麻烦，因为一般ＩＳＡ标准的非ＰｎＰ设备需要固定系统资源，但当ＰｎＰ设备已占用了这些资源时，这些设备就无法正常工作了，常见于电影卡和一些声卡，一般是由于ＩＲＱ和ＤＭＡ冲突引起的。
　　解决方法是：查一下你的ＩＳＡ卡的资料找出它占用的资源，如ＧＯＬＤ１６声卡的资源地址为２２０Ｈ，中断ＩＲＱ７，ＤＡＭ１，在开机时进入系统ＢＩＯＳ设置，以ＡＷＡＲＤ　ＢＩＯＳ为例，找到ＰｎＰ／ＰＣＩ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（ＰｎＰ／ＰＣＩ配置）把ＩＲＱ７　ＡＳＳＩＧＮ　ＴＯ：ＰｎＰ／ＩＳＡ　ＰｎＰ改为Ｌｅｇａｃｙ　ＩＳＡ（ＩＳＡ遗留设备）
　　ＤＭＡ１　ＡＳＳＩＧＮ亦作同样的修改。
　　一些采用Ｗｉｎ　Ｂａｎｄ（华帮）芯片组的电影卡使用ＩＲＱ１１，ＤＭＡ６，在未作上述修改时常常死机，修改之后一切正常。