AMR: Architektura - funkce - použití XII. AMR slot © 2002 Simon Cihelník
[email protected]
AC´97 a AC-Link architekturu máme poměrně zevrubně zmapovanou. Dnes se seznámíme s linkami architektury AMR …
Risery & seriál
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 výstup 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. linka
typ
dle AC´97
AC97_SDATA_IN0 AC97_SDATA_IN1 AC97_SDATA_IN2 AC97_SDATA_IN3 AC97_SDATA_OUT AC97_SYNC
výstup
vstup
výstup
vstup
výstup
vstup
AC97_BITCLK AC97_RESET#
výstup
vstup
vstup
výstup
vstup vstup / výstup vstup
výstup vstup / výstup výstup
pin A21 A19 B21 B19 B17 A17
popis SDATA_IN0 dle AC´97 pro primární kodek SDATA_IN1 dle AC´97 SDATA_IN2 dle AC´97 SDATA_IN3 dle AC´97 SDATA_OUT dle AC´97 SYNC dle AC´97
A23
BIT_CLK dle AC´97
B18
RESET# dle AC´97
2. 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). linka PRIMARY_DN#
typ
dle AC´97
vstup
-
pin B6
popis identifikace primárního kodeku na základní desce PC
1
MONO_PHONE
výstup (analogový)
-
A2
MONO_OUT / PC_BEEP
vstup (analogový)
-
B3
SPDIF_IN
vstup
výstup
A13
AUDIO_MUTE#
vstup
-
B1
monofonní audio linka ze subsystému modemu AMR karty směřovaná do audio subsystému na základní desce URMS = 1,0 V (max) MONO_PHONE ZL = 10 kΩ (min) 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) URMS = 1,0 V (max) MONO_OUT ZL = 10 kΩ (min) ZS = 1 kΩ (max) URMS = 1,0 V (max) PC_BEEP ZL = 10 kΩ (min) ZS = 2 – 2,5 kΩ jedná se o výstupní 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
AUDIO_PWRDN
vstup
AC97_MSTRCLK
vstup
A1
-
B23
3. USB kanál: AMR slot integruje také jeden kanál USB 1.1 včetně +5 VSB / GND a linku USB_OC# indikaci překročení mezního proudu 500 mA (vysokopříkonový sběrnicově napájený typu kanálu). Bližší podobnosti zájemce nalezne v USB specifikaci. linka USB+ USBUSB_OC#
typ
dle AC´97
pin
vstup / výstup vstup / výstup výstup
popis
-
A10
linka D- USB kanálu
-
A11
linka D+ USB kanálu
-
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 500 mA, 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
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, 5voltové 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
+12 V
napájení
-12 V
napájení
+5 VD
napájení
+3,3 VD
napájení
+3,3 Vdual / +3,3 VSB
napájení
+5 Vdual / +5 VSB
napájení
GND GND GND GND GND
zem
Parametry (tolerance / max. proud)
+/- 5 % 500 mA +/- 10 % 100 mA +/- 5 % 1A +/- 5 % 500 mA +/- 5 % 150 mA (on) 20 mA (off) +/- 5 % 500 mA
pin
B7 B11
napájení 5-voltové logiky
B15
napájení 3,3-voltové logiky
A15
sekundární napájení 3,3-voltové logiky s možností správy napájení (režim standby, power-down)
zem
GND
zem
-
A6
GND
zem
-
B2
GND
zem
-
A22
GND
zem
-
A18
GND
zem
zem
-
zem
-
B20
GND GND GND GND
zem
-
B22 A9 A12 A14
zem zem
AC97_RESET#, AC97_SYNC (B17, B18, A17)
digitální signálová zem pro AC97_SDATA_IN0,
A20
GND
zem
sekundární napájení 5-voltové logiky s možností správy napájení (režim standby, power-down); určeno pro napájení USB kanálu zem pro napájecích +12 V (B9) zem pro napájecích -12 V (B7) zem pro napájecích +5 VD (B11) zem pro napájecích +3,3 VD (B15) zem pro napájecích +3,3 Vdual / +3,3 VSB (A15) zem pro napájecích +5 Vdual / +5 VSB (A7) a digitální signálová zem pro USB_OC# (A8) analogová signálová zem pro MONO_PHONE, MONO_OUT / PC_BEEP a digitální signálová zem pro AUDIO_MUTE#, AUDIO_PWRDN (A2, B3, B1, A1) digitální signálová zem pro AC97_BITCLK (A23) digitální signálová zem pro AC97_SDATA_OUT,
A7 B10 B8 B12 B16 A16
zem
hlavní napájecí napětí; univerzální napájení riserové karty hlavní záporné napájecí napětí; univerzální napájení riserové karty
B9
-
zem
popis
AC97_SDATA_IN1 (A21, A19)
digitální signálová zem pro AC97_SDATA_IN2, AC97_SDATA_IN3 (B21, B19)
digitální signálová zem pro AC97_MSTRCLK (B23) digitální signálová zem pro USB+ (A10) digitální signálová zem pro USB- (A11) 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
linka
rezervní
napájení
typ
dle AC´97 -
není uřčeno
-
pin B13 B14 A3 A4 A5 B4 B5
popis rezervována pro budoucí potřeby napájení
rezervovány
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.
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11
AMR slot (pohled shora) ↑ okraj základní desky PC ATX se standardními porty ↑ AUDIO_MUTE# AUDIO_PWRDN A_GND MONO_PHONE MONO_OUT / PC_BEEP rezervní rezervní rezervní rezervní rezervní PRIMARY_DN# GND -12 V +5 Vdual / +5 VSB GND_Sup USB_OC# +12 V D_GND GND_Sup USB+ +5 VD USB-
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11
klíč B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23
GND_Sup rezervní rezervní +3,3 VD GND_Sup AC97_SDATA_OUT AC97_RESET# AC97_SDATA_IN3 D_GND AC97_SDATA_IN2 D_GND AC97_MSTRCLK
D_GND SPDIF_IN D_GND +3,3 Vdual / +3,3 VSB GND_Sup AC97_SYNC D_GND AC97_SDATA_IN1 D_GND AC97_SDATA_IN0 D_GND AC97_BITCLK
4
A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23
Literatura: (url jsou z 17.11.2002) [1] www.intel.com
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
