プラグアンドプレイの要件

Question 1

「プラグアンドプレイ」は Windows 固有の用語で、元々は ISA デバイス、さらに PCI デバイスでオペレーティングシステムが消費するリソースを選択できる方法を意味していました。BIOS は DOS でもこの操作を実行できますが、BIOS を脇に置いて Windows に完全に実行させることもできます。

リソースとは、A) メモリアドレス、B) I/O アドレス、C) IRQ、および/または D) DMA チャネルです。デバイスは、これらのリソースのそれぞれ、いくつか、またはすべてを CPU との通信に使用できます。

したがって、もともと「プラグアンドプレイ」ドライバーは、デバイスを初期化する方法、つまり他のデバイスが使用していないリソースを取得するようにデバイスを構成する方法を理解できるドライバーでした。

プラグアンドプレイのもう 1 つの重要な部分は、デバイスが自身を識別するための標準的な方法です。PCI (およびおそらく ISAPNP) は、各デバイスが一意のベンダー ID とデバイス ID を持つように規定しています。これは USB にも引き継がれています。そのため、ホスト OS はデバイスが「何」であるかを検出し、適切なドライバーをロードできます。

さて、「ホットプラグ可能」に設計されたデバイスになると、状況は少し変わりますが、明らかに「プラグアンドプレイ」という用語が依然として使用されています。ホットプラグ可能なデバイスのほとんどは、ホットプラグ不可能なデバイスによって「ホスト」されます。USB デバイスは、USB コントローラによって「ホスト」されます。USB コントローラ自体は、通常プラグアンドプレイによって割り当てられる 1 つ以上のリソースを消費する PCI デバイスです。USB バスを介してデバイスと通信するには、USB コントローラを「経由」する必要があります。SCSI、IDE、および SATA デバイスでも同様の状況が存在します。

したがって、ホットプラグが機能するには、「ホスト」コントローラのドライバに、その「上位」のデバイスを表すドライバに何が起こっているかを伝えるメカニズムが必要です。つまり、USB コントローラドライバには、USB 大容量ストレージドライバにデバイスが切断されたことを伝える方法が必要です。「上位」ドライバには、再起動されるまで常駐し続けるのではなく、削除を要求されたときに正常に終了できるコードが必要です。

USB、SCSI、SATA などのほとんどのバスタイプは標準によって管理されており、ドライバーはそれを認識して実装する必要があります。

ハードウェアレベルでは、ほとんどのホットプラグ可能なデバイスは、コネクタの一部が静電気を放電し、電力を伝送するピンがデータを伝送するピンよりほんの一瞬早く接続されるように設計されています。USB および SATA コネクタのピンをよく見てください。これが、一部のピンが他のピンより長い理由です。IDE コネクタはこれを行わないため、ホットプラグには安全ではありません。

Answer