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主機板的最佳良伴 使用者的得力助手 七段式除錯顯示裝置
圖一 較耗費成本空間的設計方法 圖二 最佳成本/效益比的解決方案
在資訊產業技術的迅速演進中，新一代晶片組所支援的Intel P4與AMD Athlon平台已然成為現階段個人電腦市場上的主流架構。隨之而起，靈敏的使用者必然也會注意到某些新款主機板上的一角所出現的七段式LED顯示燈號，這類裝置在過去的主機板中並不多見，它的用途為何? 只是一個附帶性功能，廠商拿來用在產品行銷上的小花招嗎? 其實不然! 這類LED顯示燈號於開機時的BIOS初始化過程中首先會出現數字’C0’，而後是一連串的十六進位數字碼，最後顯示螢幕則停留在某一對特定的數字碼上，在正常情形下，通常為”FF”這兩個數字(這對數字碼會因主機板上所安裝的BIOS版本而異)。最後出現”FF”數字碼即表示多項預設的硬體檢查項目皆已一一通過檢測，並未發現問題。若是最後所顯示的為其它代表異常的數字碼，即表示在某個特定的硬體項目檢測中發現了問題。在此情形下，BIOS即無法完成整個開機的初始化程序。 代表”OK”的顯示螢幕表示硬體已通過整個健檢過程；若出現表示異常狀態的數字碼，則可提示可能的問題所在，使用者於查詢使用手冊後，即可找出不同數字碼所代表的硬體問題，進而解決問題。對技術服務人員而言，在接到使用者的求助電話時，詢問對方所看到的數字碼之後，則可迅速因應，為使用者解決問題。
對於一般使用者與售後服務人員，硬體除錯顯示裝置的確提供了極具價值的協助，然而這卻也不是新的觀念。市面上已經有某些主機板製造商提供類似功能的除錯模組選項，即一片子板上配置LED顯示器，將子板上金手指部位置入主機板的預留插槽上來達成硬體除錯功能。這類模組通常都不在標準的設計中，通常僅為製造公司內部使用，或供配銷產品回收測試用，在一般使用者間則較少看見這類產品的使用。
主機板上的除錯顯示功能通常可經由兩種實作方法來達成：藉由I2C亦或傳統的IO方式。於I2C的實作中，主要使用的是兩根訊號線接腳SCLK及SDA負責傳送CPU與顯示裝置間全部的匯流排資訊。前述的除錯顯示模組大部採用I2C的設計是由於實體介面較為單純；但相對地在南橋上I2C的程式化工作就頗為複雜。由於此方面設計的複雜度，BIOS設計人員因而較為偏好另一種實作方式。在傳統IO的實作方式中，有一個為人熟知的唯讀埠（0x80），程式設計師可在這個預留埠上直接將八位元的十六進位碼寫入，使程式設計的工作得以簡化；除錯顯示的硬體裝置會將0x80埠上的IO寫入資料解碼，於擷取寫入碼後，將其從BCD格式轉換成兩個七段式的數字碼，並驅動外部的LED顯示燈號。0x80埠是一個IO位址，自ISA時期即預留為除錯埠。部份主機板設計人員於PCI-ISA橋接器之後配置許多分散的邏輯元件來達成除錯顯示功能的設計，通常所使用的是GALE/PAL這類的邏輯元件，如以下圖一所示。這種設計方法不但耗費成本，很顯然地，亦浪費掉許多PCB上的寶貴空間。由於最新一代的主機板並不支援前期的ISA規格，因而這種方法就成為缺乏成本效益的過時設計。Intel, VIA 及 SiS 這些晶片組製造商於其新一代 的主機板晶片組產品中皆採用 Low Pin Count (LPC) 為其新近產品的標準特性。於低速 IO 的應用上，LPC 儼然已取代了早期的 ISA 匯流排。我們也可以將 LPC 視為保留軟體通透性的序列式 ISA 匯流排，其上有一 多工的四位元匯流排，同時具備控制、位址及資料傳 輸性能。LPC 採用 33MHz 的時脈週期，與 PCI 匯流 排相同，遠高於 ISA 所使用的時脈，可彌補頻寬窄小 所造成的低效能。先進的 LPC 匯流排雖可節省晶片組 上的接腳需求，但由於採用了較高速的序列傳輸方式 及多工協定，相對地也增加了設計者於周邊裝置介面設計工作的困難度，例如：LPC 匯流排上的除錯功能 設計。在此情形下，若欲採用傳統分散式邏輯元件於 LPC 上設計除錯顯示功能，較之於以往的 ISA 規格， 在硬體設計工作上將更形複雜，成本也更為高昂。 圖二 最佳成本/效益比的解決方案 AK2001 為陞通科技公司所設計的 IC 產品，乃 現代化個人電腦主機板專用的除錯顯示晶片，如以上 圖二所示。這顆晶片可直接連接於源自於南橋的 LPC 匯流排，其間並不需要再使用其它額外的邏輯元件。 AK2001 包涵多重掃描時脈控制器的線路設計，使用 分時多工方式直接驅動兩個共陰極 LED 七段式數字 碼。其間兩個數字碼交互顯示，在極高速的更新率 (2KHz)下，數字碼的顯示不會有鬼影及閃爍的現象發 生。由於兩個數字碼是以分時多工的方式輪流驅動，這種創新設計使得 AK2001 的整體電路可以容納在一 個僅有 20 支接腳的 SSOP 包裝中。主機板製造廠商 因而可以最低成本將除錯顯示功能涵蓋進來，成為其 新一代產品的特色。
在資訊產業技術的迅速演進中，新一代晶片組所支援的Intel P4與AMD Athlon平台已然成為現階段個人電腦市場上的主流架構。隨之而起，靈敏的使用者必然也會注意到某些新款主機板上的一角所出現的七段式LED顯示燈號，這類裝置在過去的主機板中並不多見，它的用途為何? 只是一個附帶性功能，廠商拿來用在產品行銷上的小花招嗎? 其實不然! 這類LED顯示燈號於開機時的BIOS初始化過程中首先會出現數字’C0’，而後是一連串的十六進位數字碼，最後顯示螢幕則停留在某一對特定的數字碼上，在正常情形下，通常為”FF”這兩個數字(這對數字碼會因主機板上所安裝的BIOS版本而異)。最後出現”FF”數字碼即表示多項預設的硬體檢查項目皆已一一通過檢測，並未發現問題。若是最後所顯示的為其它代表異常的數字碼，即表示在某個特定的硬體項目檢測中發現了問題。在此情形下，BIOS即無法完成整個開機的初始化程序。 代表”OK”的顯示螢幕表示硬體已通過整個健檢過程；若出現表示異常狀態的數字碼，則可提示可能的問題所在，使用者於查詢使用手冊後，即可找出不同數字碼所代表的硬體問題，進而解決問題。對技術服務人員而言，在接到使用者的求助電話時，詢問對方所看到的數字碼之後，則可迅速因應，為使用者解決問題。
對於一般使用者與售後服務人員，硬體除錯顯示裝置的確提供了極具價值的協助，然而這卻也不是新的觀念。市面上已經有某些主機板製造商提供類似功能的除錯模組選項，即一片子板上配置LED顯示器，將子板上金手指部位置入主機板的預留插槽上來達成硬體除錯功能。這類模組通常都不在標準的設計中，通常僅為製造公司內部使用，或供配銷產品回收測試用，在一般使用者間則較少看見這類產品的使用。
主機板上的除錯顯示功能通常可經由兩種實作方法來達成：藉由I2C亦或傳統的IO方式。於I2C的實作中，主要使用的是兩根訊號線接腳SCLK及SDA負責傳送CPU與顯示裝置間全部的匯流排資訊。前述的除錯顯示模組大部採用I2C的設計是由於實體介面較為單純；但相對地在南橋上I2C的程式化工作就頗為複雜。由於此方面設計的複雜度，BIOS設計人員因而較為偏好另一種實作方式。在傳統IO的實作方式中，有一個為人熟知的唯讀埠（0x80），程式設計師可在這個預留埠上直接將八位元的十六進位碼寫入，使程式設計的工作得以簡化；除錯顯示的硬體裝置會將0x80埠上的IO寫入資料解碼，於擷取寫入碼後，將其從BCD格式轉換成兩個七段式的數字碼，並驅動外部的LED顯示燈號。0x80埠是一個IO位址，自ISA時期即預留為除錯埠。部份主機板設計人員於PCI-ISA橋接器之後配置許多分散的邏輯元件來達成除錯顯示功能的設計，通常所使用的是GALE/PAL這類的邏輯元件，如以下圖一所示。這種設計方法不但耗費成本，很顯然地，亦浪費掉許多PCB上的寶貴空間。由於最新一代的主機板並不支援前期的ISA規格，因而這種方法就成為缺乏成本效益的過時設計。Intel, VIA 及 SiS 這些晶片組製造商於其新一代 的主機板晶片組產品中皆採用 Low Pin Count (LPC) 為其新近產品的標準特性。於低速 IO 的應用上，LPC 儼然已取代了早期的 ISA 匯流排。我們也可以將 LPC 視為保留軟體通透性的序列式 ISA 匯流排，其上有一 多工的四位元匯流排，同時具備控制、位址及資料傳 輸性能。LPC 採用 33MHz 的時脈週期，與 PCI 匯流 排相同，遠高於 ISA 所使用的時脈，可彌補頻寬窄小 所造成的低效能。先進的 LPC 匯流排雖可節省晶片組 上的接腳需求，但由於採用了較高速的序列傳輸方式 及多工協定，相對地也增加了設計者於周邊裝置介面設計工作的困難度，例如：LPC 匯流排上的除錯功能 設計。在此情形下，若欲採用傳統分散式邏輯元件於 LPC 上設計除錯顯示功能，較之於以往的 ISA 規格， 在硬體設計工作上將更形複雜，成本也更為高昂。 圖二 最佳成本/效益比的解決方案 AK2001 為陞通科技公司所設計的 IC 產品，乃 現代化個人電腦主機板專用的除錯顯示晶片，如以上 圖二所示。這顆晶片可直接連接於源自於南橋的 LPC 匯流排，其間並不需要再使用其它額外的邏輯元件。 AK2001 包涵多重掃描時脈控制器的線路設計，使用 分時多工方式直接驅動兩個共陰極 LED 七段式數字 碼。其間兩個數字碼交互顯示，在極高速的更新率 (2KHz)下，數字碼的顯示不會有鬼影及閃爍的現象發 生。由於兩個數字碼是以分時多工的方式輪流驅動，這種創新設計使得 AK2001 的整體電路可以容納在一 個僅有 20 支接腳的 SSOP 包裝中。主機板製造廠商 因而可以最低成本將除錯顯示功能涵蓋進來，成為其 新一代產品的特色。
圖三 AK2001 Block Diagram
除錯顯示裝置可提供BIOS開機時自我檢測碼(POST)的顯示功能，Windows及Linux作業系統的核心程式也可以運用此功能將軟體問題區分出來，使得驅動程式的支援問題及偵錯等工作更為簡易。而在一些嵌入式伺服器產品中，由於並未配置VGA卡，在缺乏螢幕裝備的情形下，也可以充份運用除錯顯示裝置的產品特性。無疑地，Akom AK2001這類除錯顯示裝置終將成為主機板的必要配備及PC產品的焦點。越是高知名度的主機板製造商，對於客戶滿意度也越為關切，為強化其產品性能並提高市場競爭力，AK2001除錯顯示裝置不啻為最佳選擇
除錯顯示裝置可提供BIOS開機時自我檢測碼(POST)的顯示功能，Windows及Linux作業系統的核心程式也可以運用此功能將軟體問題區分出來，使得驅動程式的支援問題及偵錯等工作更為簡易。而在一些嵌入式伺服器產品中，由於並未配置VGA卡，在缺乏螢幕裝備的情形下，也可以充份運用除錯顯示裝置的產品特性。無疑地，Akom AK2001這類除錯顯示裝置終將成為主機板的必要配備及PC產品的焦點。越是高知名度的主機板製造商，對於客戶滿意度也越為關切，為強化其產品性能並提高市場競爭力，AK2001除錯顯示裝置不啻為最佳選擇
AK2001
■ Features
Debug port built in with BCD-to-7 segment decoders/drivers
Directly interfaces with common cathode LED display
Multiscan shared drivers to display two digits with minimum pins
Inter-digit blanking provided to aviod display ghosting
Low Pin Count (LPC) interface with reduced pin count requirement
Available in a 20-pin SSOP package
■ Application
Debug port built in with BCD-to-7 segment decoders/drivers
Directly interfaces with common cathode LED display
Multiscan shared drivers to display two digits with minimum pins
Inter-digit blanking provided to aviod display ghosting
Low Pin Count (LPC) interface with reduced pin count requirement
Available in a 20-pin SSOP package
■ Application
