Detección de Presencia Serie para la Identificación de Módulos de Memoria

Transcripción

1 Detección de Presencia Serie para la Identificación de Módulos de Memoria MSc. Guillermo Alvarez Bestard Tec. Miguel A. Machirán Simón Instituto de Cibernética Matemática y Física, AENTA Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente, Cuba guille@icmf.inf.cu

2 Introducción La identificación u obtención de las características de los módulos de memoria es imprescindible en muchas tareas. Características de los módulos de memoria Ensamblaje o instalación Puesta a punto Reparación

3 Introducción Pueden obtenerse de dos formas fundamentales: Características de los módulos de memoria Suministrados por el fabricante Empleo de herramientas Software (BIOS) Hardware

4 Introducción En la mayoría de las ocasiones: El fabricante brinda muy poca información visible de su memoria. No podemos obtenerla porque se le retiró la etiqueta o esta fue cambiada. No conocemos el fabricante.

5 Introducción Un método más confiable puede ser emplear un software especializado en esta tarea, que mediante las funciones del BIOS y del sistema operativo sea capaz de acceder a las características del módulo de memoria. Características en lenguaje técnico. Es necesario que el módulo de memoria esté instalado en la computadora.

6 Pero si llegáramos más allá y accediéramos directamente a la fuente de información? Si no dependiéramos del BIOS ni del software utilitario para obtenerla, evitando interpretaciones erróneas de la misma? S.O. BIOS Hardware

7 Si no tuviéramos que instalar la memoria en nuestra computadora! Memoria DIMM de 184 pines DDR MHz / PC3200 PII Memoria DIMM 168 pines SDRAM MHz / PC133 PIV

8 Solución Serial Presence Detect (SPD) o Detección de Presencia Serie.

9 La Detección de Presencia Es un mecanismo creado para que el BIOS pueda identificar y caracterizar los módulos de memoria, que la tarjeta madre tiene instalados. Permite configurar el sistema de forma óptima para el trabajo de la memoria RAM.

10 La Detección de Presencia Durante muchos años se empleó de forma efectiva la Detección de Presencia Paralela (PPD), la cual requería de un pin por cada bit de información dada por el fabricante mediante resistores Se empleó en las memorias SIMM y hasta las primeras DIMM, pero ya no ofrecía suficiente información a las nuevas tecnologías que emergían.

11 La Detección de Presencia Serie Surge entonces la Detección de Presencia Serie (SPD) en medio del desarrollo de los módulos DIMM.

12 La Detección de Presencia Serie Este método emplea solo 5 pines en el socket de conexión de la tarjeta madre y la información se almacena en una memoria EEPROM serie de 8 pines, usualmente una 24x02 con 256 localizaciones de 8 bits cada una. EEPROM Serie

13 La Detección de Presencia Serie En las localizaciones de la EEPROM se encuentra distribuida la información según el tipo de memoria. Entre las características más sobresalientes se observan: Tipo de memoria Tensión de trabajo. Velocidad y tiempos de acceso. Número y organización de los chips de memoria y por tanto el tamaño. Datos del fabricante.

14 La Detección de Presencia Serie Parámetros Conservadores Parámetros Óptimos Compatibilidad hacia atrás y hacia adelante, con ciertas limitaciones determinadas fundamentalmente por cambios en el socket.

15 El estándar SPD por JEDECT El contenido de las 3 primeras localizaciones tiene el mismo significado para todas las memorias, ya que definen: el número de localizaciones empleadas en SPD, el número de localizaciones totales que posee la EEPROM y el tipo de memoria (referido a la RAM).

16 El estándar SPD por JEDECT A partir de la localización 3 hasta la 61 se destina un espacio cuya información varía según el tipo de memoria definido en la 2

17 El estándar SPD por JEDECT Desde la 62 hasta la 127 se almacena información específica, entre la que se encuentra un mecanismo de chequeo de errores.

18 El estándar SPD por JEDECT Las restantes 128 localizaciones son libres a usar según la aplicación.

19 Contenido de las primeras 128 localizaciones de una EEPROM EJEMPLO

20 En la EEPROM La localización 1 contiene un 128, lo cual si consultamos el estándar significa que se emplean 128 bytes para la SPD.

21 En la EEPROM En la 2 aparece un 8 que según el estándar significa que existe un total de 256 localizaciones.

22 En la EEPROM La dirección 2 define el tipo de memoria (SDRAM porque contiene un 4)

23 La Detección de Presencia Serie Una vez definido el tipo, podemos consultar el apéndice específico de ese tipo de memoria, que en este caso es el E, y así conocer que define cada localización.

24 Sección de la tabla característica de una SDRAM.

25 Sección de la tabla característica de una SDRAM.

26 En la EEPROM En la dirección 9 encontraremos el tiempo de ciclo y por tanto la frecuencia de trabajo del módulo de memoria. En nuestro ejemplo tenemos un 117, lo cual según la tabla referente a esta localización, representa un tiempo de 7.5ns y por tanto una frecuencia de 133.3MHz.

27 Sección de la tabla característica de una SDRAM.

28 En la EEPROM En la dirección 8 se muestra un 1 que significa que el modulo trabaja con una tensión compatible con LVTTL.

29 Sección de la tabla característica de una SDRAM.

30 En la EEPROM La dirección 5 indica que el módulo posee dos bancos de memoria y la 31 nos dice que cada banco es de 128MB. Entonces el módulo tendrá una capacidad total de 256MB.

31 El SMBus El Bus de Administración de Sistema o System Management Bus (SMB) es un protocolo de comunicación definido sobre el estándar I 2 C. Permite controlar en la tarjeta madre, varios dispositivos conectados a través de dos señales, reduciendo considerablemente la cantidad de líneas necesarias, la cantidad de pines en los componentes y por tanto los costos del sistema. Asegura la futura expansión en el número de dispositivos conectados al bus.

32 El SMBus Desarrollado por Intel, a principios de los años 90, para los sistemas de batería inteligente (Smart Battery System -SBS) y otros dispositivos de administración de energía. Comenzó a ser empleado en otras funciones dentro de las tarjetas madres. En 1996 la especificación SBS fue entregada por Intel y Duracel a otras 10 compañías que formaron el grupo SBS. Ya en 1997 el SMBus se incorporó a las especificaciones de control avanzado de energía (Advanced Configuration and Power Interface - ACPI) para comunicarse con dispositivos SBS, sensores de temperatura y otros.

33 El SMBus Un dispositivo conectado al SMBus puede ser encuestado por otro que actúa como amo del bus y ofrecer información del fabricante, el número de parte o modelo, su estado de funcionamiento, la ocurrencia de errores, etc. A través de los servicios del BIOS el sistema operativo supervisa y controla numerosos dispositivos ubicados en la tarjeta madre, como por ejemplo la detección de presencia serie (SPD) de los módulos de memoria, el ACPI y el SBS. Aunque tiene como base el protocolo I 2 C, existen algunas diferencias que son fundamentalmente producto de aportes que hace el SMBus.

34 Inter-Integrated Circuit (I 2 C) Es un protocolo serie para comunicarse de forma sincrónica entre circuitos integrados como microcontroladores, memorias, sensores, etc. Emplea una sola línea para datos, la cual es bidireccional y debe protegerse de colisiones. El sentido siempre es controlado por el amo.

35 Inter-Integrated Circuit (I 2 C) En total emplea 2 líneas que son: Serial Clock (SCL) la cual sincroniza toda la comunicación y Serial Data (SDA) por donde se envían los datos de un dispositivo a otro. Permite tres velocidades de comunicación: 100Kbps, 400Kbps y 3.4Mbps. Aunque como todo protocolo sincrónico puede variar en grandes rangos en función de los dispositivos conectados al bus.

36 Conexión Típica SCL y SDA común

37 Condiciones de Sincronismo en I 2 C

38 Trama del Mensaje en I 2 C

39 Software empleando el puerto paralelo Desarrollado en Visual Basic 6 permite, a través del puerto paralelo y de una interfaz conectada a él, la lectura de los datos almacenados en la EEPROM de SPD. El módulo de memoria se coloca en un slot de la interfaz y se define la dirección de la memoria mediante microinterruptores.

40 Software empleando el puerto paralelo

41 Software empleando el puerto paralelo

42 Software empleando el puerto paralelo Una vez leída la memoria mediante el botón Leer, se muestra la información obtenida en Datos SPD en formato decimal, hexadecimal y binario.

43 Software empleando el puerto paralelo En Información SPD aparece su significado en lenguaje técnico y al hacer clic en cada elemento de la lista, Datos SPD marca los datos relacionados.

44 Software empleando el puerto paralelo Los botones Guardar Datos y Cargar Datos, permiten almacenar y recuperar la información de ficheros texto.

45 Software empleando el puerto paralelo

46 Software empleando el puerto paralelo Esta forma de trabajo brinda toda la información posible sobre el módulo de memoria y es de fácil actualización ante modificaciones en el estándar. Pero tiene la desventaja de que depende del puerto paralelo de la computadora, aunque sus requerimientos no son críticos.

47 Hardware empleando un microcontrolador PIC Puede ser una herramienta portátil, sencilla y económica, que permita identificar las características básicas de los módulos de memoria. Se propone un esquema que contempla un microcontrolador PIC que accede a la EEPROM del módulo de memoria. El firmware del microcontrolador debe ser capaz de descifrar cada valor obtenido a través del bus I 2 C y mostrar los resultados mediante diodos emisores de luz (LEDs).

48 Hardware empleando un microcontrolador PIC

49 Hardware empleando un microcontrolador PIC Emplea energía de dos baterías de 1.5V. Una vez colocada la memoria en el socket, se presiona S1 que conecta los 3V al circuito

50 Hardware empleando un microcontrolador PIC El PIC16LF627 (V DD 2-5.5V) posee reloj interno de 4MHz y un PWM de 10 bits. Sus I/O manejan hasta 25mA permitiendo conectarle LEDs.

51 Hardware empleando un microcontrolador PIC El V DD de la memoria se controla mediante el PWM, un filtro y un operacional. De esta forma se pueden obtener valores entre 1.8V y 3V.

52 Hardware empleando un microcontrolador PIC Indicadores desde 16MB hasta 1GB

53 Hardware empleando un microcontrolador PIC Indicadores de frecuencia de trabajo.

54 Hardware empleando un microcontrolador PIC Tiene como ventaja la portabilidad, la sencillez y rapidez en su uso. No requiere de una computadora ni de fuente de alimentación externa. Se encuentra limitado por la cantidad de información que puede mostrar. Aunque su actualización no es compleja, es algo mas difícil que en la solución por software.

55 Hardware empleando un microcontrolador PIC Una posibilidad de reducir estas limitaciones es adicionar un LCD serie donde se visualice la información recolectada. Esto permitiría reducir el tamaño, los pines necesarios y el precio del microcontrolador.

56 Comentarios finales El estándar SPD garantiza la caracterización completa de cada módulo de memoria sin importar el fabricante, forma de conexión o tipo de memoria. Esto permite al BIOS configurar al sistema para un funcionamiento óptimo.

57 Comentarios finales Puede emplearse por nuestros técnicos para el ensamblaje, puesta a punto y reparación de computadoras, pero deben contar con las herramientas necesarias que les permitan obtener la información que guarda el SPD.

58 Comentarios finales Las herramientas presentadas en este trabajo no son completas, ni hacen un uso exhaustivo de las posibilidades que brinda la SPD, ni de los protocolos SMBus e I 2 C. Pero demuestran que es posible con pocos recursos diseñar, programar y fabricar utilidades que mejoren la calidad y aumenten la rapidez del trabajo en reparación de computadoras.

59 Detección de Presencia Serie para la Identificación de Módulos de Memoria MSc. Guillermo Alvarez Bestard Tec. Miguel A. Machirán Simón Instituto de Cibernética Matemática y Física, Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente, Cuba guille@icmf.inf.cu