Plug and Play и не каких сложностей

Когда вы подключаете к порту USB, например, флешку, то вряд ли вы задумываетесь о том, как так получается, что это, на самом деле, довольно сложное, устройство, почти мгновенно опознается компьютером и становится готовым к работе. А ведь подобная ситуация существовала далеко не всегда. Быстрое подключение устройств стало возможным благодаря появлению в начале 1990-х гг технологии Plug and Play (или, сокращенно, PnP). Еще, казалось бы, совсем недавно компьютерный мир обходился без этой технологии, а теперь она стала для всех нас настолько обыденной, что мы практически ее не замечаем.

Суть технологии PnP

Раньше, до появления технологии Plug and Play, для подключения к системному блоку какого-либо периферийного устройства, неважно, будь то мышь, принтер или внутренняя плата расширения типа звуковой карты, необходимо было вручную осуществлять конфигурирование оборудования. Это означало самостоятельное определение таких параметров, как номера прерывания и прямого доступа к памяти. Также очень часто пользователю требовалось устанавливать джамперы и перемычки на устройстве. Разумеется, подобная ситуация порождала многочисленные проблемы и даже могла привести к выходу устройств из строя.

Технология Plug and Play позволила делать всю рутинную работу по настройке устройств автоматически, за пользователя, попутно экономя ему много времени и сил. Кроме того, технология Plug and Play позволяет подключать устройства «на ходу», без перезагрузки компьютера, а сам процесс распознавания новых устройств занимает всего несколько секунд. Стандарт PnP теперь поддерживают практически все внешние порты и шины компьютера, такие, как USB, PCI, COM, и.т.д.

Немного истории

Словосочетание Plug and Play в переводе дословно означает «Включи и играй» (или «работай» – в зависимости от того, насколько серьезным является предназначение подключаемого устройства). Первой из операционных систем семейства Windows, в которой появилась поддержка этой технологии, была ОС Windows 95. Впрочем, на других компьютерных платформах подобные технологии появились еще раньше. Например, на платформе Mac подобная технология называлась NuBus, а на платформе Amiga – Autoconfig.

Для того, чтобы пользователи любой ОС смогли бы использовать возможности технологии в полной мере, она должна поддерживаться материнской платой компьютера, то есть, ее поддержка должна быть зашитой в системной BIOS. Первая спецификация Plug and Play была разработана в 1993 совместными усилиями таких известных компаний, как Intel, Compaq, Microsoft и Phоenix. Очень быстро технология была принята большинством производителей оборудования. Простые пользователи также очень скоро оценили ее преимущества по достоинству. Позднейшие усовершенствования технологии стали включать поддержку интерфейса ACPI, а вместе с ним и автоматическое управление питанием компьютера.

Принцип работы технологии PnP

Хотя Plug and Play значительно упрощает пользователю работу с компьютером и установку нового оборудования, тем не менее, в своей основе она довольно сложна. Для того, чтобы в полной мере использовать ее преимущества, необходимо, чтобы технология PnP поддерживалась бы следующими компонентами программного и аппаратного обеспечения:

BIOS материнской платы компьютера

1. Самим устройством, которое подключается к нему
2. Операционной системой

Принцип работы технологии в упрощенном виде выглядит так – после включения компьютера и проверки оборудования, до загрузки операционной системы специальная программа, хранящаяся в BIOS, получает от каждого устройства уникальный идентификатор, содержащийся в специальной ячейке памяти устройства, и конфигурирует устройства, необходимые для загрузки системы.

Впоследствии, после загрузки операционной системы, эти идентификаторы также используются для конфигурирования устройств. В ОС Windows конфигурированием занимается специальная служба «Диспетчер устройств». В задачи этой службы входит распределение системных ресурсов и разрешение конфликтов между устройствами. Наибольшим приоритетом пользуются устройства, имеющие более жесткие требования к ресурсам. Также операционная система отслеживает и контролирует процесс «горячего» подключения и отключения новых устройств.

Заключение

Технология Plug and Play призвана облегчить жизнь пользователю, исключить проблемы при подключении внешних устройств к шинам расширения и разъемам компьютера при помощи автоматического конфигурирования нового оборудования и распределения системных ресурсов. При этом ключевым условием полноценного функционирования технологии на компьютере является ее поддержка на уровне BIOS.

Включить обнаружение подключаемых и воспроизведения для устройств с параллельными портами

В этой пошаговой статье описывается, как включить функцию plug and Play на устройствах, которые используют устройство параллельного порта.

Исходная версия продукта: Windows 10 — все выпуски, Windows Server 2012 R2
Исходный номер КБ: 254664

Аннотация

Некоторые устройства Plug and Play, которые используют параллельный порт, например ранние версии zip-накопителей Iomega, могут не быть обнаружены Windows.

Включить обнаружение подключаемой возможности и воспроизведения

Щелкните правой кнопкой мыши значок «Мой компьютер» на рабочем столе и выберите «Свойства».

Перейдите на вкладку «Оборудование» и выберите «Диспетчер устройств».

Щелкните, чтобы развернуть порты, щелкните правой кнопкой мыши порт принтера (LPT1) и выберите пункт «Свойства».

Если на компьютере установлено несколько портов принтера, щелкните LPT2 или LPT3.

Перейдите на вкладку «Параметры порта», выберите «Включить обнаружение подключаемой возможности и воспроизведения прежних версиях» и нажмите кнопку «ОК».

Перезагрузите компьютер, когда вам будет предложено это сделать.

После перезапуска компьютера Windows обнаруживает оборудование plug and Play, и запускается мастер установки нового оборудования, если оборудование подключено к компьютеру.

По умолчанию не выбран старый стандарт обнаружения подключаемой подключаемой системы и воспроизведения.

Сторонние продукты, которые обсуждаются в этой статье, производятся компаниями, независимыми от Microsoft. Корпорация Майкрософт не дает никаких явных, подразумеваемых и прочих гарантий относительно производительности или надежности этих продуктов.

Когда Пакет обновления 2 для Windows Server 2003, для успешной установки некоторых дополнительных устройств параллельного порта потребуется включить обнаружение подключаемого и воспроизведения. В частности, перед установкой zip-накопителей Iomega необходимо включить обнаружение plug and Play.

Plug and play support

This section describes the enumeration process on the Universal Serial Bus.

When a device is plugged in to a Windows-based computer, the Windows USB stack enumerates the device, extracting details from the device including the interface descriptor (or descriptors) of the device, and then generates a set of hardware IDs and compatible IDs for the device.

For a complete list of USB hardware IDs, see the «Device Identification Strings» section under Device Installation.

The examples in the following sections illustrate two scenarios:

• USB IDs for a single interface USB device
• USB IDs for a multi-interface (composite) USB device

Example 1: Single Interface HID USB Device

This example shows how the hardware IDs and compatible IDs are generated for a single-interface USB device on a system running Windows 2000 or Windows XP.

When the device is originally enumerated by the USB stack, the USBHUB driver extracts idVendor, idProduct, and bcdDevice from the device descriptor. These three fields are incorporated to generate a USB hardware ID. Note that the vendor, device, and revision numbers are always stored in hexadecimal format.

The generation of the compatible ID for the device is more complicated. The class code, subclass code, and protocol code are determined by the interface descriptor’s bInterfaceClass, bInterfaceSubClass, and bInterfaceProtocol. These values are in two-digit hexadecimal format.

NoteВ В If you are providing an INF, your hardware identifiers should match the bold identifiers in the left column of the following table. (You should avoid using the compatible identifiers listed in the right column.)

Hardware Identifiers: Compatible Identifiers

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy&Rev_zzzz: USB\Class_aa&SubClass_bb&Prot_cc

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy: USB\Class_aa&SubClass_bb

Example 2: Multiple Interface/Function HID USB Device (Composite Device)

USB devices with multiple functions are called composite devices. This example shows how the hardware IDs and compatible IDs are generated for composite USB devices on Windows. When a new USB composite device is plugged into a computer system running Windows, the USBHUB driver creates a physical device object (PDO) and notifies the operating system that its set of child devices has changed. After querying the hub driver for the hardware IDs associated with the new PDO, the system searches the appropriate INF files to find a match for the identifiers. If a vendor chooses to load just one driver for the entire device (that is, not using the composite device driver) and multiplex all interfaces in software with that driver, the vendor should specify a hardware ID match to prevent the operating system from picking up the lower-ranking match (USB\COMPOSITE).

NoteВ В If you are providing an INF, your hardware identifiers should match the bold identifiers in the left column of the following table. (You should avoid using the compatible identifiers listed in the right column.)

Hardware Identifiers: Compatible Identifiers

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy&Rev_zzzz: USB\Class_aa&SubClass_bb&Prot_cc

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy: USB\Class_aa&SubClass_bb

If, however, no hardware match is found, Windows Plug and Play makes use of the USB\COMPOSITE identifier to load the USB Generic Parent driver (USBCCGP). The Generic Parent driver then creates a separate set of PDOs (one for every interface) with a separate set of hardware IDs for each interface of the composite device. The following section displays the format of hardware IDs for child PDOs.

To build the set of hardware IDs for each interface’s PDO, the USBCCGP driver appends the interface number (which is a zero-based hexadecimal value) to the end of the hardware ID.

The class code, subclass code, and protocol code are determined by the bInterfaceClass, bInterfaceSubClass, and bInterfaceProtocol fields of the interface descriptor, respectively. These values are in two-digit hexadecimal format.

NoteВ В If you are providing an INF, either to load your driver or to provide a friendly device name, your hardware identifiers should match the bold identifiers in the left column of the following table. (You should avoid using the compatible identifiers listed in the right column.)

Hardware Identifiers: Compatible Identifiers

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy&Rev_zzzz&MI_ww: USB\Class_aa&SubClass_bb&Prot_cc

USB\Vid_xxxx&Pid_yyyy&MI_ww: USB\Class_aa&SubClass_bb

Что такое принцип и как работает Plug and Play?

Что такое и как работает Plug and Play ?

Когда вы включаете операционную систему, поддерживающую принцип Plug and Play (дословно с английского означает “подключил и заработало”), первостепенным арбитром, ответственным за слаженную работу Windows и «железо» ПК является, как, вы уже знаете, BIOS. Этот принцип, конечно, одинаков для всех ОС с пользовательским интерфейсом. Она, Windows, изыскивает оборудование в чреве компьютера на предмет правильности работы и минимального его набора для корректного исполнения возлагаемых задач со стороны пользователя. BIOS определяет эти устройства, основываясь на их индивидуальных показателях (идентификаторах) – кусочках кода, которые прошиты в чипы памяти устройств. После считывания информации об устройстве, BIOS передаёт контроль Windows. Это вы тоже знаете.

Plug and Play . Что дальше?

Для понимания дальнейших процессов введём ещё пару понятий. В работу вступает специальный инструмент операционной системы – конфигуратор Windows. Настоящее его название модуль управления конфигурацией. В Windows именно он отвечает за ведение системного реестра – спинного мозга системы. Так вот, это самый конфигуратор добавляет к своим же записям драйверы специальных устройств, которые называются нумераторы. Нумератор – программка, которая выполняет роль интерфейса между операционной системой и каким-то устройством. Существуют нумераторы шин, портов, специальной шины SCSI (интерфейс малой компьютерной системы) и множество других. Windows во время работы постоянно опрашивает нумераторы об идентификации устройства, с которым нумератор будет работать, и что этому устройству будет необходимо для работы.

Собрав всю информацию с нумераторов, система записывает её на хранение в дерево аппаратных средств – базу данных, хранящихся в оперативной памяти. Сразу после этого необходимо проверить дерево на отсутствие аппаратных конфликтов. Попросту говоря, для каждого устройства должно работать своё прерывание, своя «ирка». Windows и принимает решение, какое из прерываний для какого из устройств назначить. Нумераторы просто сохраняют эту информацию (информацию о распределении ресурсов) в программируемых регистрах (ячейках кэш-памяти чипов).
Наконец, система начинает искать подходящий для каждого из устройств драйвер. Драйвер, напомню, это кусок кода, который сообщает системе информацию об устройстве. Если Windows не находит драйвер, она сразу пытается его установить. Когда драйверы загружены, система сообщает устройству через его драйвер, какими ресурсами пользоваться. Драйвер включает в работу своё устройство, система полностью загрузилась. Вы увидели вплывающее окно, которое гласит: “Устройство установлено и готово к использованию”. Можно работать.

Вот как описывает принцип Plug and Play Microsoft в пояснениях к схеме:

Исходное состояние После того, как управляющая программа Plug and Play привязала необходимые аппаратные ресурсы к устройству, она посылает пакет запроса ввода-вывода (IRP), указывая, что все драйверы устройства приведены в состояние боевой готовности. Устройство могло быть только что установлено и запускается впервые, а может было перезапущено после остановки в его работе при повторном балансировании элементов интерфейса системы (под лихо закрученной последней фразой понимается пероформление, например, списка устройств в окне Мой компьютер при добавлении нового устройства к системе).

Подготовка к отключению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, чтобы тот убрал из системы программное обеспечение удаляемого устройства. Система это делает в тот момент, когда пользователь удаляет устройство с помощью функции “Удаление устройства из системы”, щёлкая по значку в трее, сразу и без предупреждения выдёргивает шнур USB из гнезда или пытается обновить драйверы устройства.

Немедленное (внзапное) отключение Ууправляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, оповещая его, что устройство удалено из системы. В ответ драйвер прекращает подачу питания на устройство и предпринимает дополнительные (если необходимо) меры по удалению устройства
Подготовка к удалению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, может ли он сейчас остановить устройство. Если все загруженные для этого устройства драйверы отвечают утвердительно, они же и вводят устройство в состояние “Устройство может быть удалено”.

Состояние “Выключено” Управляющая программа Plug and Play держит драйверы устройства в состоянии готовности ко включению.