국제테크노정보연구소 자료출판부

  ISA 버스 확장보드의 설계

    동역메카트로닉스연구소 기술정보분석팀 편저   B5/315P  60,000원

1984년, IBM사가 80286 16비트 CPU를 탑재한 IBM-PC/AT를 발표함과 더불어, 소프트웨어와 하드웨어를 모두 공개함에 따라 누구나 호환기를 만들 수 있게 되어 빠른 속도로 전세계의 표준 PC로 정착되었고, 시스템 버스로는 16비트의 ISA 버스를 채용했다. 지금은 CPU가 500MHz대를 훨씬 넘어 끊임없이 고속화되고 있으며, 버스폭도 32비트를 넘어, 64비트로 되어 방대한 메모리 공간을 가지게 되었다. 그러나 ISA 버스의 기본은 80286의 8MHz의 버스이므로, 비디오 어댑터와 같은 아주 고속을 필요로 하는 것은 ISA 버스 이후에 새로 만들어진 규격인 VL 버스, PCI 버스, AGP 등으로 옮겨갔다. 이들의 새로운 버스는 고속이지만, ISA 버스에 비교하면 설계가 까다롭고, 개발비도 많이 들기 때문에 아주 초고속의 스피드를 추구하지 않는 산업 제어분야에서는 아직도 ISA 버스가 주류이다. 더구나 오랜 세월동안 ISA 버스를 대상으로 개발 제작된 수많은 확장보드의 자산을 유용하게 활용할 수 있으며, 트러블이 없고 안정된 버스로 정착됨에 따라 산업용 컴퓨터를 비롯한 각종 제어분야에서는 아직도 많은 엔지니어가 ISA 버스 규격으로 설계하고 있고, 현재 산업분야에서는 80% 이상이 ISA 규격에 의한 카드가 차지하고 있는 것이 현실상이다. 당분간은 ISA 버스는 없어서는 안될 확장 버스로서 사용될 것이며, ISA 버스 확장 슬롯은 IBM PC를 활용하는데 있어서 기본 골격이라 할 수 있을 것이다.
본서는 독자 여러분의 끊임없는 요청으로 ISA 버스의 확장보드 설계를 중심으로 실무에서 활용이 가능하도록 기본설계 요령과 풍부한 사례를 국내외 문헌을 토대로 면밀히 분석하여 개발 관련 전자기술자가 여러 형태로 응용할 수 있도록 회로도와 동작원리, 소스 프로그램을 공개, 시험제작된 사진 등을 첨부하여 구체적으로 해설하고 있다.

기술자료 신청 안내

주요 내용

■ ISA 버스 활용을 위한 기초지식

IBM사의 PC에 채용된 시스템 버스, IBM-PC/AT의 확장성
ISA 버스 기판을 구성하는 각종 사양, 시스템 구성과 신호선의 정의,인터럽트와 DMA,
메모리 공간과 I/O 어드레스 공간, 전기적 사양, ISA 확장 보드의 사이즈와 커넥터
ISA 버스의 문제와 유의점(IBM PC의 탄생, 클록의 문제, 메모리와 I/O의 문제,
데이터 전송속도의 문제, 어드레스 디코드와 IRQ의 문제
Plug & Play(PnP)를 위한 ISA의 확장
EISA ID, configuration register의 access, legacy ISA 카드의 리드백, PnP ISA 카드의 구성 예

■ ISA 버스의 확장카드 설계 기법

확장카드(Add-in board) 설계 제작을 위한 개요
ISA 버스의 기능 해설, ISA 버스의 신호명, 버스 사이클 계통의 신호, 버스 조정 계통의 신호
인터럽트 통지 계통의 신호, ISA 버스의 커넥터와 역사
ISA 버스(AT bus)의 신호와 타이밍 해설
CLK, -IOR, -IOW, -MEMR, -SMEMR, -MEMW, -SMEMW, SA0∼SA19, -SBHE, AEN, -REFRESH,
LA17∼LA23, BALE, SD0∼SD15, -MEMCS16, -IOCS16 54, IOCHRDY, -0WS, TC, DRQ0∼DRQ3,
DRQ5∼DRQ7, -DACK0∼-DACK3, -DACK5∼-DA, CK7, -MASTER, IRQ3∼IRQ7, IRQ9∼IRQ12,
IRQ14∼IRQ15, -IOCHCK, RESETDRV , OSC
8/16비트 I/O 슬레이브, 메모리 슬레이브, DMA 리퀘스터, 버스 마스터, DRAM 리프레시, 데이터폭 변환
확장 카드(add-in board)의 설계 제작 사례
신호의 디코드, 인터럽트 신호, 메모리의 디세이블
ABEL의 기법에 대해, 옵션 BIOS ROM의 작성

■ 시리얼 포트 확장보드의 설계

UART NS16550A의 특징 및 단자신호 해설
BIOS 대응의 시리얼 인터페이스의 제작 
포트 어드레스와 인터럽트 번호에 대한 유의점, 16550A를 사용한 RS-232C 확장보드
프로그래밍에 대하여(이니셜라이즈, 송신/수신 루틴, 송수신의 테스트)
인터럽트 처리의 순서, 수신 인터럽트의 샘플 루틴
FIFO와 DMA의 사용에 대하여
-TXRDY와 -RXRD의 제어, DMA를 이용하기 위한 인터페이스

■ 시리얼 인터페이스 보드의 설계

인터페이스 보드의 개요와 주요 디바이스 해설
RS-232C 증설을 위한 시리얼 인터페이스, 동기방식, 시리얼 통신용 컨트롤러에 대하여
하드웨어의 구성과 통신제어 루틴, 보드의 설계 사양과 회로 구성, 보오레이트 제너레이터,
RS-232C 드라이버/리시버, 통신제어 루틴에 대해

■ 범용 패럴렐 인터페이스 보드의 설계

parallel interface의 개요, 절연식 입출력 인터페이스 보드의 사양
하드웨어의 구성과 설계(ISA 버스 인터페이스, 입력회로, 출력회로

■ 계측용 확장카드 GPIB 인터페이스 보드의 설계

GPIB 컨트롤러 LSI의 특징과 아키텍처 해설
설계하는 확장보드의 특징과 구성
IBM-PC/AT 호환기의 ISA 버스용, 어드레스 디코드, 레지스터, 클록, 인터럽트 관리/발생회로,
인터럽트 카드 어드레스, DMA 제어 인터페이스, GPIB 컨트롤러 제어
기본적인 소프트웨어에 대하여(보드의 초기화, GPIB 스테이터스 읽어들이기,
IFC(인터페이스 클리어), DCL(디바이스 클리어), 데이터 송수신
test program에 대하여, 공통 모듈의 설명, 인터페이스 제어용 소스 코드의 설명, build 방법

■ A-D 변환 인터페이스 카드 설계

하드웨어의 구성과 원리 해설
어드레스 디코드, 리드/라이트 레지스터, A-D 변환 커맨드 발생부, 아날로그 입력부, A-D 컨버터,
ADC674의 stand-alone 동작, 아날로그 데이터의 변환 과정, A-D 컨버터의 이득조정과 제로 조정,
디지털 입출력부, DMA 제어부, 인터럽트 발생부 , 인터럽트 레벨의 선택
설계한 A-D 변환 보드의 소프트웨어에 대하여

■ 펑션 제너레이터 보드의 설계

펑션 제너레이터의 원리와 회로구성/사양
FIFO에 써넣기와 읽어내기, 클록 설정회로,  D-A 변환부, ISA 버스와의 인터페이스
펑션 제너레이터의 제작 기법
로직 IC의 선정, 유니버설 기판의 선택, 배선방법과 부품배치, 전원과 그라운드의 배선방법, 부품부착
신호선의 배선 요령과 노이즈 대책, 실험 제작에 사용한 VR 타입과 위치, 커넥터의 부착에 대해
펑션 제너레이터의 시험 조정과 응용
테스트와 조정, 클록 발생회로의 테스트, FIFO의 테스트, D-A 컨버터부의 조정, 펑션 제너레이터의 응용

■ 8비트 CPU 시스템 개발을 위한 간이 ROM 에뮬레이터의 설계

제작한 ROM 에뮬레이터의 개요와 하드웨어
ROM emulator의 회로구성과 사용법, ISA 버스 신호의 기본지식
ROM 에뮬레이터의 회로 설명(I/O 어드레스의 디코드, 제어신호의 래치, 버스버퍼
퍼스널컴퓨터에서 RAM에 데이터 써넣기, 퍼스널컴퓨터로부터 RAM 데이터의 읽어내기,
타겟으로부터 RAM 데이터 읽어내기, 타켓 CPU의 리셋 신호의 취급, 전원 투입의 순서
GAL, ISA용 유니버설 기판 등에 대하여, 소프트웨어와 사용법
정상으로 동작하지 않을 경우의 대책
검사하는 방법, RESETDRV 신호가 노이즈에 아주 약하다 , ROM 에뮬레이터의 사용법

■ TCP/IP 네트워크 스택 IC의 평가보드

원칩으로 PPP를 실현하는 인터넷 접속용 칩의 개발 배경
TCP/IP protocol stack IC S7600A의 구성과 사양
CPU 인터페이스 기법, 시리얼 포트 인터페이스
S7600A의 내부 구성
데이터 경로에 대하여, 송수신처리의 과정, PPP 모듈의 구성, IP 모듈의 구성, TCP/UDP 모듈의 구성
ISA 버스 대응의 S7600A 평가용 보드의 구성
신호 핀의 배치와 각종 스위치, I/O 어드레스 할당
HTTP에 의한 데이터 수신
시스템의 구성, 서버의 셋업 방법, 클라이언트의 셋업, 샘플 프로그램의 동작
 S7600A의 응용 사례(마이크로 웹 서버)

■ PC98용 확장카드의 ISA 버스 변환장치의 제작

C 버스와 ISA 버스의 비교
ISA 변환장치의 설계 방침
필요한 신호와 타이밍, 신호의 논리(양논리/음논리), 변환장치의 제작, 동작시험과 비정상 동작시의 대책

■ ISA 확장카드의 Plug & Play 기법

P&P 대응의 ISA 확장카드에 대해
확장 카드의 컨피규레이션(ADDRESS 포트, WRITE_DATA 포트, READ_DATA 포트, P&P 레지스터의 구성)
configuration 순서
컨피규레이션 절차(개시, 분리, 순서, resource data의 읽어들이기, 조정, 액티브화)

[부록] PCI 버스와 확장보드의 개요

PCI 버스 규격의 등장 배경과 표준화 동향 
ISA 버스에서 EISA 버스로 이행, VESA 로컬 버스와 PCI 버스, PCI와 기타 버스의 동향 
PCI를 이용한 시스템의 구성
PCI 디바이스의 구성과 기본적인 인터페이스 구성, 신호선 정의, 컨피규레이션 레지스터,
전기적 사양, 보드 사이즈와 커넥터, 확장보드의 핀 배치, 확장보드의 소비전력, 시스템 구성의 예

기술자료 신청 안내

자료 목록        발간예정자료 안내     국제테크노정보연구소 출판부