Historická modemová karta

Jeden z čitateľov týchto stránok, Slavo Tomaščík, mi zaslal obrázky modemovej karty, ktorá vo mne okamžite vzbudila zvedavca. Je to nádherný klasický kúsok z počiatkov "boomu" modemov. Je na ňom vidieť všetky základné prvky moderných modemov, ktoré však nie sú zaintegrované v jednom či dvoch čipoch, takže je možné vysledovať ich funkciu, ako aj modularitu návrhu vyplývajúcu z "vrstevnatosti" obvykle sa vyskytujúcej u moderných komunikačných protokolov a prostriedkov. Ale poďme pekne po poriadku.

old modem card US Robotics V22bis

Jedná sa o kartu vtedy popredného - avšak, ako to už v dnešnom svete býva, väčším "žralokom" pohlteného a dnes už dávno zabudnutého - priekopníka modemov, firmy U.S. Robotics. Karta umožňovala spájať sa protokolom V22bis, s maximálnou prenosovou rýchlosťou 2400 Baud.

Hneď prvá vec, ktorá zaujme pri celkovom pohľade na kartu je, že pozostáva z dvoch "poschodí" - základnej dosky, ktorá je samotnou kartou zasúvanou do konektora ISA zbernice; a modulu samotného modemu zasunutého do tejto dosky. (Povšimnite si aj dátum na popiske (1991) a pritom rozsiahle použitie SMD montáže.) Toto je hneď prvá známka modularity - "základná doska" jednak izoluje modul modemu od "drsného" prostredia telefónnej linky a umožňuje prispôsobiť kartu rôznym telefónnym normám v jednotlivých krajinách; a tiež poskytuje rozhranie medzi PC a modulom modemu. Integrovaný obvod TL16C550 na základnej doske je klasický UART, takže karta sa nielenže javí pre PC ako bežný COM port, ale modul modemu je skutočne pripojený štandardnou sériovou linkou - akurát bez konverzie signálov na úrovne RS232 (čo nie je potrebné keďže tieto signály neopustia "krabicu" PC). Takéto riešenie potom umožňuje použiť ten istý modul modemu aj v externom modeme, čo bol v tých časoch zrejme dôležitý ťah smerom k nižším vývojovým aj výrobným nákladom.

Venujme teraz bližšiu pozornosť samotnému modulu modemu:

modem subboard

Okrem "digitálnej bižutérie" typu 74xx a pamätí doske dominuje čipová sada od firmy Exar. Jedná sa o obvody pomerne významnej integrácie - XR2401 (G) je signálny procesor (DSP) a XR2402 (F) je jeho doprovodný obvod AFE (analog front-end, t.j. DA a AD prevodníky, zosilňovače s riadeným ziskom, obvod rekonštrukcie hodín atď). Tieto dva obvody spolu tvoria samotný modulátor/demodulátor kvadratúrnej modulácie V22bis, t.j. konvertujú tok "jedničiek" a "núl" na "hvizdy" prechádzajúce telefónnymi obvodmi, a naopak.

Tretí obvod čipovej sady - XR2443 (E) - je mikrokontrolér typu 8051 (či 8052) so zákazníckym firmwarom v internej ROM. Tento firmware implementuje protokoly nadradené V22bis, a to protokoly korekcie chýb a retransmisie (tzv. "autoreliable" mód) V42 a MNP2-4, a protokoly kompresie dát V42bis a MNP-5. K svojmu behu firmware potrebuje pomerne rozsiahle dátové polia, ktoré sú umiestnené v externej 32kB pamäti SRAM (A).

Mikrokontrolér (E) pritom predstavuje aj spojovací článok medzi PC a modemom - práve naň sú privedené signály UARTu 16C550 zo "základnej dosky". V mikrokontroléri je potom implementovaný aj celý protokol komunikácie medzi PC a modemom - tzv. AT-príkazy - pričom parametre, ktoré sa pomocou týchto príkazov nastavujú, sú ukladané do pamäte typu EEPROM (D). Firmware pre túto komunikáciu však už nie je súčasťou internej programovaj ROM, ale je umiestnený v externej EPROM (B). Toto je ďalší krok k modularite - kým firmware implementujúci pevne stanovené a licenciami viazané protokoly (kompresia a korekcia chýb) je umiestnený v internej ROM a je chránený proti čítaniu; komunikácia s PC, ktorá nebola nikdy poriadne štandardizovaná a kde si každý výrobca implementoval rôzne drobné "fičúrky", sa dá pomerne ľahko upraviť.

S postupujúcou integráciu tento druh "modulovitých" modemov postupne zanikal, až nakoniec sa vďaka enormnému nárastu výpočtového výkonu "hlavného" procesora v PC flexibilita presunula úplne inam. Moderné interné modemy sú defacto už len ekvivalent obvodu AFE, pričom všetky výpočty a spracovanie dát vykonáva samotné PC; a v prípade potreby sa úpravy protokolov realizujú jednoducho zmenou ovládacieho softwaru.


SPÄŤ
DOMOV