Plug and Play (abbr. PnP), bogstaveligt oversat som "Plug and play (work)" er en teknologi designet til hurtigt at identificere og konfigurere enheder i en computer og andre tekniske enheder. Afhængigt af hardwaregrænsefladen og softwareplatformen (OS, BIOS) kan Plug and Play-proceduren udføres ved systemstart eller i hot swap -tilstand - dette gøres for eksempel for USB- og IEEE 1394 -grænseflader [1] .
Nogle tidlige computersystemer, såsom Apple II , kan kræve, at brugeren omlodder og skærer stifter på udvidelseskort for at omkonfigurere dem [2] . Denne rekonfigurationsteknik var kompleks og reducerede drastisk udstyrets levetid.
Efterhånden som computere blev tilgængelige for et stadig bredere publikum, begyndte der at blive behov for enklere, mere bekvemme og mere tilgængelige omkonfigurationsteknologier. Oprindeligt blev jumpere (jumpers) og DIP-switche foreslået i stedet for at skære og lodde ledere for at ændre konfigurationen af udvidelseskort .
| Til venstre: Jumperblokke i forskellige størrelser. Højre: DIP-afbryderblok med 8 kontakter | |
Senere blev processen med at rekonfigurere udvidelseskort automatiseret [3] .
Udgivet i 1983, MSX [4] blev oprindeligt designet som et Plug and Play-system. Dette blev implementeret ved hjælp af et specielt organiseret system af udvidelsespladser , som hver, inklusive subslots i tilfælde af brug af en slotudvidelse (slotudvidelse) [5] , havde sit eget virtuelle adresserum, som eliminerede selve kilden for mulige adressekonflikter mellem enheder. For at konfigurere systemet var det ikke nødvendigt at skifte jumpere eller udføre andre procedurer i manuel tilstand. Et uafhængigt adresserum gjorde det muligt at bruge billige mikrokredsløb i ekspansionsenheder. Laget af mellemlogik, som udførte videregivelsen af virtuelle adresser til rigtige, viste sig også at være meget billigt at implementere.
På softwaresiden blev drivere og softwareudvidelser leveret i skrivebeskyttet hukommelse , placeret på udvidelseskort. Dette gjorde det muligt for ASCII Corporation at oprette et system, der ikke krævede driverdiske eller nogen brugermanipulation af softwaren under installationen af yderligere hardware. BIOS-udvidelser installeret på ROM (ROM-udvidelser i MSX-terminologi) gav implementeringen af et hardwareabstraktionslag (HAL) , som gjorde det muligt for softwaren at arbejde med standardenhedens API uden at være opmærksom på de særlige forhold ved dens hardwareimplementering.
Udviklet i 1984 på Massachusetts Institute of Technology , blev NuBus -udvidelsesbusarkitekturen udtænkt [6] som en platformsneutral grænseflade med fuldautomatisk konfiguration af enheder forbundet til den. Interfacespecifikationen inkluderede endda samtidig understøttelse af big endian og little endian repræsentationer af tal, hvilket plejede at være en af årsagerne til platformsinkompatibilitet. Den øgede kompleksitet ved at implementere en platformsneutral grænseflade, som krævede dyrere chips, var imidlertid en faktor i 1980'erne, der forhindrede den udbredte anvendelse af denne grænseflade.
I 1984 udviklede Commodore Autoconfig -protokollen og Zorro- udvidelsesbussen til deres Amiga - familie af personlige computere . Udviklingen blev først præsenteret for offentligheden på Consumer Electronics Show , der blev afholdt i Las Vegas i 1985, under navnet "Lorraine", denne prototypeteknologi. Ligesom NuBus krævede enheder forbundet til Zorro-bussen ingen jumpere eller DIP-switche. Oplysninger om enhedens konfiguration blev gemt i udvidelseskortets ROM , og værtssystemet tildelte de ressourcer, det havde brug for, til kortet under opstart. Zorro-arkitekturen blev ikke brugt bredt af industrien og var stort set ubrugt uden for Amiga -produktlinjen . Den er dog successivt blevet opgraderet til Zorro II og 32-bit Zorro III .
I 1987 udgav IBM en opdateret serie af IBM PC- modeller , kendt som Personal System/2- familien , ved hjælp af en ny udvidelsesbus, Micro Channel Architecture [7] . PS/2 var i stand til fuldautomatisk selvkonfiguration . Hver af udvidelsesenhederne kom med en diskette indeholdende en speciel fil til konfiguration af systemet. Brugeren installerede et udvidelseskort, tændte for computeren, indsatte en diskette, og computeren tildelte automatisk interrupts, DMA-kanaler og andre ressourcer, som kortet krævede.
Sammenlignet med implementeringerne i de ovennævnte systemer havde denne automatiske konfigurationsordning én ulempe: disketten kunne blive beskadiget eller gå tabt, og den eneste måde at gendanne den nødvendige indstillingsfil på var at modtage den fra virksomheden via post eller downloade den fra IBM BBS . Uden disken var den nye enhed fuldstændig ubrugelig, og computeren kunne ikke starte korrekt, før enheden blev afbrudt fra udvidelsesbussen. Samtidig var fordelen ved denne tilgang den teoretiske mulighed for at opdatere den information, der er nødvendig for driften af enheden.
MCA-bussen modtog ikke bred støtte [8] , fordi IBM forhindrede dens brug af uafhængige producenter af IBM-PC-kompatible computere . Hver af udviklerne af MCA-kompatible enheder underskrev en fortrolighedsaftale med IBM og skulle betale licensgebyrer for hver enhed, hvilket øgede deres omkostninger.
Udgivet af et konsortium af ni producenter af IBM-PC-kompatible computere , blev EISA-standarden placeret som et alternativ til MCA. Den havde en ekstremt lignende Plug and Play-implementering baseret på konfigurationsfilerne, der fulgte med disketterne. Men i modsætning til MCA kunne en computer med en ukonfigureret EISA-enhed stadig starte og fortsætte uden softwareadgang til enheden.
Ligesom Micro Channel blev EISA ikke udbredt, og selve teknologien og plug and play-implementeringen baseret på den blev ikke videreudviklet.
ISA-bussen dukkede op, før Plug and Play-teknologien begyndte at blive introduceret i systemer, der brugte den. I denne henseende brugte udvidelseskort, der arbejder med denne bus, en bred vifte af konfigurationsteknikker, herunder jumpere, DIP-switche, proprietære drivere og hjælpeprogrammer og andre metoder i forskellige kombinationer. Udseendet af Plug and Play-kort i form af en specifikation fra Microsoft komplicerede dette system yderligere, især da forskellige operativsystemer implementerede Plug and Play på forskellige måder.
Alvoren af problemet med opsætning af ISA-kort til slutbrugere blev snarere fjernet ikke ved introduktionen af Plug and Play, men ved den gradvise udtræden af denne standard fra bred cirkulation. Den nævnte Microsoft ISA PnP-specifikation, også kendt som Legacy Plug and Play , indeholdt krav til både hardware- og BIOS -ændringer og operativsystemets adfærd. Det mistede sin relevans som PCI- standardspredningen , hvor Plug and Play-teknologien oprindeligt blev implementeret.
I 1995 udgav Microsoft Windows 95 , som for første gang forsøgte at automatisere registreringen af installerede enheder og deres konfiguration. I det omfang det generelt var muligt og med implementeringen af tilstanden til at vende tilbage til manuel konfiguration af systemet, hvis det er nødvendigt. Under den indledende installationsproces af Windows 95 forsøgte den i første omgang at identificere alle de enheder, der var installeret på systemet. For så vidt denne proces ikke var fuldt understøttet af industrien og ikke havde bagudkompatibilitet, skrev operativsystemet en log, hvori det markerede forsøg på at autodetektere enheder. Hvis computeren som følge af denne procedure hængte, så havde brugeren stadig mulighed for at tvinge den til at genstarte. Processen med automatisk detektering af computerkonfigurationen under dens nye opstart fortsatte med at springe over dens fase, som tidligere forårsagede hængende. Systemet kunne således gradvist gennemgå proceduren med at bestemme computerens konfiguration til slutningen [9] .
Selvom den oprindelige implementering af VMEbus ikke var Plug and Play, understøtter en række udvidelser og afledte standarder, såsom VME64x, Plug and Play. Generelt kan situationen med at konfigurere VMEbus-kompatible kort sammenlignes med situationen med ISA-kort - ikke fuldt accepterede standarder kombineres med private løsninger fra individuelle producenter i vilkårlige kombinationer.
På nuværende tidspunkt er hovedakutiteten af problemet med automatisk detektering af konfigurationen af computere af operativsystemet til almindelige computere for længst blevet fjernet. Langt de fleste enheder, udvidelsesgrænseflader og operativsystemer understøtter Plug and Play-procedurer.
Disse grænseflader omfatter
og mange andre.
Samtidig er brugeren i de fleste tilfælde frataget kontrol over forviklingerne ved at opsætte deres enheder og perifere grænseflader på computeren. For eksempel deler grænseflader som FireWire og USB båndbredde mellem alle enheder, der er tilsluttet en bestemt port på den grænseflade, men brugeren har ingen kontrol over, hvordan båndbredden deles mellem disse enheder. Det leveres automatisk ved hjælp af operativsystemet.