Plug-and-Play

Was ist eigentlich Plug-and-Play?

Plug-and-Play ist eine Eigenschaft, die in der Werbung oft mit "Einbauen und Loslegen" bezeichnet wird. Bei der Einführung von Plug-and-Play mit dem PCI-Bus gab es noch viele Probleme, während es heute meinst ohne Probleme funktioniert. Durch USB hat Plug-and-Play so viel Bedeutung bekommen, dass man heute kaum noch dem Begriff und damit verbundene Probleme kennt. Es genügt den Abschnitt Pub and Play mit XP und Vista zu lesen.

Es sind vier Komponenten, die bei Plug-and-Play zusammenarbeiten müssen, das Bios, das Betriebssystem, die Hauptplatine und das einzubauende Gerät. Grundlage sind die Ressourcen des PC, die 16 Interrupt Kanäle, die 8 DMA Kanäle so wie die Adressen für I/O und Speicherbereiche. Das System sollte einwandfrei erkennen können, welche dieser Ressourcen belegt und welche frei sind. Einzelheiten hierzu finden Sie in meiner Datei Computer Notfall.

Das einzubauende Gerät (Karte) gibt vor welche Kanäle und Adressen verwendet werden können, deren Einstellung durch Jumper, Kippschalter oder durch Software erfolgt. Wichtig ist jedoch auch, dass dieses Gerät ein Lesen seiner Einstellung ermöglicht.

Im Idealfall, der leider selten anzutreffen ist, erfolgt bei der Installation über die Software eine Feststellung welche Kanäle und Adressen frei sind und das Gerät wird automatisch auf freie Kanäle und Adressen eingestellt.

Doch schauen wir uns die Situation im Einzelnen an.

Ältere ISA Karten

Bei diesen gibt es fast immer keine Möglichkeit die eingestellten Werte zu lesen, weshalb sie auch von Testprogrammen, wie zum Beispiel MSD nicht erkannt werden können. Welche Ressourcen verwendet werden, lässt sich nur an den Treibereinträgen in Config.Sys, Autoexec.Bat oder in *.INI Dateien erkennen. Da es kaum möglich ist auf diesem Wege die Einstellungen sicher auszulesen, werden diese Karten meist nicht erfasst. Sie können daher von den Plug-and-Play Routinen als frei geführt werden und es sind Doppelbelegungen möglich. In diesem Falle helfen wie gesagt keine Testprogramme, sondern nur ein sorgfältige Aufzeichnung, der durch dieser Karten belegten Ressourcen.

ISA Plug-and-Play Karten

Diese enthalten nach dem 1993 festgelegten Standard eine I/O Chip, in dem alle von der Karte verwendbaren Kanäle und Adressen gespeichert sind. So kann falls das Bios nicht nur PCI sonder auch ISA Plug-and-Play geeignet ist, die Karte erkannt und die zu verwendeten Kanäle und Adressen können ausgehandelt werden. Die Daten werden als Logical Device n gespeichert, wobei es durch aus möglich ist das eine Karte mehrere Logical Device belegt. Bei bestimmten Soundkarten zum Beispiel können es 5 und mehr sein.

PCI Plug-and-Play Karten

Diese Karten verwenden meist einen getrennten I/-0-, Speicher- und Konfigurationsbereich und entsprechen damit allen Plug-and-Play Anforderungen. Es gibt allerdings auch Karten, die mit Jumpern einzustellen sind und für die dann diese Aussage nicht gilt.

Plug-and-Play mit Windows 95/98/ME

Aufgrund der vorstehend geschilderten Probleme wurde Win95 mit eigenen Plug-and-Play Funktionen ausgestattet. Die in Win98 weiter verbessert wurden. Vor allem wurde die Anzahl der beigefügten Treiber stark erhöht, die insbesondere bei der Hardware Erkennung bei der Installation verwendet werden. Dabei werden zunächst Konfigurationsdateien und im ROM enthaltenen Angaben ausgelesen, geladene Treiber und das Bios werden durchsucht. Durch die große Zahl der auszuwertenden Informationen dauert die Hardware Erkennung recht lange. Problematischer ist die Erkennung der ISA-Karten. Dazu wird eine Datenbank verwendet, in der die verschiedensten Hardwarekomponenten verzeichnet sind und mit ihnen die Default (Standard) Einstellungswerte. Es wird nun bei der Erkennung durch einen Lese/Schreibzugriff auf typische Ports in I/0 Bereichen geprüft. Befindet sich in diesen der Wert FFh, so werden sie als frei angesehen. Bei den Kanälen wird eine Anforderung ausgelöst , bleibt diese unbeantwortet, wird dieser als frei bezeichnet. Für die belegten Ports und Kanäle wird nun in der Datenbank die Hardwarekomponente gesucht und diese Karte als mit diesen Werten vorhanden vermerkt. Daher ist es wichtig falls ISA Karten konfiguriert werden können, dort die Standard-Adressen einzustellen. sonst kann durch die indirekte Identifizierung eine Netzwerkkarte mit das Adresse 220h durchaus als Soundkarte erkannt werden , obwohl eine Soundkarte gar nicht vorhanden ist und die Netzwerkkarte nicht funktionieren wird, weil keine Treibe für sie geladen wurden.

Die Identifikation mit und Verwendung von Nicht-Standardadressen kann auch dazu führen, dass bei einen erneuten Hardwareerkennung manche Karten nicht funktionieren, weil sie wieder mit Standardwerten versehen wurden.

Empfohlene Vorgehensweise

Eine einwandfrei Windows 95/98/ME Installation vorausgesetzt, sollte so früh wie möglich mit Start >>Einstellungen >> Systemsteuerung >> System >> Gerätemanager >> Drucken >> Kombinierte Geräte und Systemübersicht ein komplettes Verzeichnis der Geräte und Ressourcen ausgedruckt werden. Damit kann man nach einer neuen Hardwareerkennung für nicht funktionierende Komponenten die richtige Einstellung ermitteln. Dabei muss man vor allem die PCI und ISA Belegung berücksichtigen. Durch "IRQ- Handler" können moderne Systeme mehrere PCI-Geräte dem gleichen IRQ zuordnen. Bei der Installation kann es, wenn mehrere ISA- Karten oder Geräte anzuschließen sind, durch eine Bios-Zuordnug mehrerer IRQ zu ISA, die Mehrfachbenutzung für PCI "erzwingen" und sich so die notwendigen, meist knappen, IRQ für die ISA- Anschlüsse verschaffen.

Einsetzen von nicht PCI voll Plug-and-Play kompatiblen Karten

Hier kann man sich die Vorteile des Plug-and-Play indirekt zunutze machen. Über Start >> Einstellungen >> Systemsteuerung >> Hardware >> weiter >> nein >> weiter wählt man die Hardwarekomponente aus oder installiert über Diskette . Dabei notiert man die von Win95/98 vorgeschlagenen und eingestellten Werte. Beendet Win95,/ 98 schaltet den Rechner ab, stellt diese Werte auf der Karte ein und installiert die Karte. Nach einen Neustart sollte die Karte funktionierend installiert sein.

Bios Einstellungen

Im Bios sind meist die Interrupts zu einzelnen PCI- Slots zugeordnet oder eine generelle ISA/PCI- Zuordnung ist möglich. Dies sollte in jedem Falle berücksichtigt und die Einstellung entsprechend den Notwendigkeiten verändert werden.

Plug-and-Play mit Windows ME und Windows 2000

Es bestehen im auch in Zusammenhang mit Bios- und Hauptplatinen-Möglichkeiten der neueren Rechner wesentliche Verbesserungen in der Abstimmung zwischen dem Rechner und den PCI Karten, zugleich wurden durch die "IRQ Holder für PCI Steuerung" die Möglichkeit geschaffen, mehrere Geräte auf einen Interupt zu legen, was auch durch die schnelleren Prozessoren unterstütz wird. So gehen die Installationen weitgehend automatisch. Es können jedoch auch erhebliche Probleme entstehen, wenn zwei Karten mit großen Aktivitäten durch die Automatik auf einen gemeinsamen IRQ geraten. Dies kann zum Beispiel auf ISDN-Karten zusammen mit Netzkarten, Grafikkarten oder Soundkarten aber auch auf andere Kombinationen dieser Karten zu treffen, muss aber nicht.. Es bestünde zwar die Möglichkeit durch IRQ Zuordnung zu PCI Slots diese Problem, wenn sie auftreten, zu beherrschen, in der Regel wird in diesen Fällen das einfache Umstecken in einen anderen Slot jedoch die einfachere Lösung sein. Zu beachten ist ferner, dass abhängig vom Mainbord, sehr oft der Slot 1 parallel zur AGP Slot liegt und daher für die Grafikkarte reserviert ist, die entweder im AGP-Slot oder in Slot 1 stecken sollte.

Plug-and-Play mit Windows XP und Windows Vista

Seit Windows XP ist Plug-and-Play für in die PCI oder PCI-Expres Slots zu stecken kein Thema mehr, sind die Anschlüsse sauber, so werden die Karten so gut wie immer vom Rechner erkannt und im Gerätemanager eingetragen und funktionieren. Probleme, treten nur auf wenn Treiber nicht bereits vorhanden und installiert sind. Die Treiberfrage hat bei Vista eine noch größere Bedeutung bekommen, denn es ist durch aus nicht selten, dass Herstelle für ältere Karten und Geräte keine Vista Treiber zu Verfügung stellen. Ein extra Abschnitt wird sich mit diesen Problemen befassen.

Plug-and-Play hat mit USB eine so große Bedeutung bekommen, dass man beinahe nicht mehr darüber spricht. Ein Geräte an USB anzuschließen ist so einfach geworden, dass man erstaunt ist, wenn Probleme auftreten.

Das Strom-Problem

Da es so einfach ist über USB anzuschließen und die Geräte meist auch über den USB-Anschluss Strom beziehen, sind viele Probleme entstanden weil das Coputer-Netzteil überlastet wurde, ein einfaches 300 Watt Netzteil ist meist nicht in der Lagen den benötigten Sitcom zu liefern und die Spannung oder das Netzteil selbst bricht zusammen. Das dann Zusammenbrechen des Rechner oder Unregelmäßigkeiten werden meist nicht auf den Anschluss einer weiteren USB-Gerätes zurückgeführt, weil der unmittelbare zeitliche Zusammenhang fehlt Abhilfe schafft ein stärkeres Netzteil. Es sollte ein Marken-Geräte mit mindestens 500 Watt sein (1.000 Watt sind möglich). Will man den den Kauf (100 bis 300 €) hinausschieben oder den nicht schwierigen aber Zeitaufwendigen Einbau vermeiden so können USB-Hubs mit eigenem (stärkeren) Netzteil helfen und dem notwendigen Ausgleich schaffen.

Zusätzlicher Tipp: Die mit USB wachsenden Anzahl von Netzteilen, sollte zum Strommanagement führen angefangen mit dem zum Kauf einer Steckerleiste mit Ein-Aus-Schalter an die Computergeräte und Netzteil angeschlossen werden. Alternativ kann eine Steckerleiste mit Überspannungsschutz verwendet werden oder einen Power-Manager http://www.conrad.de/goto.php?artikel=971821 der durch einfache Steckerleisten erweiter werden kann.

Das Treiber-Problem

Damit ein an der Rechner angeschlossener Gerät funktioniert müssen Treiber vorhanden sein, findet Windows, dies Treiber nicht so bietet es an nach Treibern zu suchen und schlüsslich dann Diskette oder CD-ROM einzulegen. Hat man diese nicht so wird das Gerät mit einer gelben Kennzeichnung im Geräte-Manager dargestellt. (START >> Einstellungen >> System >> Hardware >>Gerätemanager). Ob der richtige Name angezeigt wird, hängt von den Plug-and-play-Fähigkeiten ab. Oft ist dies nicht der Fall. Man kann nun im Internet auf der Herstellerseite (Suchmaschine oder http://www.heise.de/ct/treiber/ ) nach Treibern suchen. Wenn man sie findet, Downloaden und installieren, das Verzeichnis merken und nach anklicken des Gerätes im Gerätemanager >> Treiber suchen oder Installieren und auf das Verzeichnis verweisen. Findet man die Treiber nicht, was bei Vista und älteren Geräten nicht selten ist, so kann man die XP Treiber versuchen, diese Kompatiblitäts-Modus (durch rechts abklicken der Setup.exe oder anderen Start-Datei) installieren.installieren. Die Erfolgsaussichten sind jedoch gering. So dass die Anschaffung eines neueren Gerätes nicht zu vermeiden ist oder aber XP neben Vista installieren oder . darauf zurück gehen.

Das Entfernen-Problem

Ob wohl viele USB-Geräte ohne Probleme angeschlossen und entfernt werden können, ist es durchaus möglich dass Treiberrest im Speicher verbleiben oder aber wie bei einem gewaltsamem Abbruch Treiber an verkehrter Stelle gespeichert werden, was zu unterschiedlichen nicht zu definierenden Problemen führen kann. Mikrosoft hast um derartige Probleme zu vermeiden eine Utility " Hardware sicher entfernen" in die Taskleiste gelegt. Bei der anklicken wird die Hardware genannt, die sicher entfernt werden soll. Es empfiehlt sich die Utility für diese Hardware zu verwenden.