Новая жизнь ISA-модемов Courier V.Everything

Александр Купцов

Теория

Практическая реализация

Если у вас после апгрейда остался «лишний» внутренний модем Courier V.Everything в конструктиве ISA, не спешите его выбрасывать. После описанной в этой статье доработки он вполне сможет послужить вам в составе новой системы.

ак известно, в настоящее время уже практически не выпускаются материнские платы с разъемами ISA. При этом у многих пользователей остались еще вполне работоспособные ISA-платы: модемы, звуковые карты, интерфейсные адаптеры и пр. И если в таких компонентах, как звуковые и видеоадаптеры, переход на более скоростную шину позволил реализовать ряд качественно новых функций, то для модема переход на PCI никаких принципиальных улучшений не дает. К тому же не секрет, что многие уже снятые с производства модели модемов работают на отечественных телефонных линиях лучше, чем ныне выпускаемые в конструктиве PCI-плат.

Итак, налицо проблема «чемодана без ручки» — имеется добротное работоспособное устройство, использовать которое в силу ряда причин нельзя. В сложившейся ситуации наиболее удачным решением мог бы стать переходник USB-ISA. Вариант, конечно, не самый дешевый, но зато простой и перспективный. Если же приобрести подобный переходник не представляется возможным, то можно пойти другим путем.

Прежде всего обращаем внимание читателей на то, что описанная ниже методика относится именно к внутренним ISA-модемам Courier V.Everything, а что касается других ISA-модемов U.S.Robotics, то увы — модели Sportster на чипсете Texas Instruments (92 МГц по ATI7) подобной переделке не подлежат. К модемам Sportster с супервизором (микроконтроллером) Intel (20,16 МГц по ATI7) данная методика вполне применима, однако в этом случае после «реинкарнации» модем сможет работать только на скорости 115 200 бит/с (это связано с невозможностью определения этими модемами скорости COM-порта без штатного чипа UART). Это в равной степени относится и к 16-мегагерцевым модификациям Sportster и RC21600, однако, к сожалению, данные устройства не в состоянии работать на скорости 115 200 бит/с при передаче больших объемов информации. Теоретически можно заставить эти модемы работать на любых скоростях, но автору не удалось сразу решить эту проблему. Итак, вернемся к нашим «курьерам».

Теория

нутренняя и внешняя версии Courier V.Everything во многом схожи — в частности, в обоих используется один и тот же ASIC1 производства NEC. Существенных отличий всего два: интерфейс для подключения к компьютеру и организация электропитания. Наличие же световых индикаторов, кнопок и регулятора звука у внешней модели не является принципиальным.

В первую очередь рассмотрим интерфейс «компьютер—модем». В модемах Courier V.Everything для связи с компьютером используется последовательный интерфейс, управляемый процессором-супервизором модема (далее — CPU или i186) и микросхемой NEC 1-016-905 (далее — NEC).

Во внешних моделях сигналы последовательного интерфейса поступают в буфер RS-232, основная задача которого — согласование уровней сигналов TTL и RS-232. После буфера RS-232 преобразованные сигналы поступают на 25-контактный разъем, подключаемый при помощи внешнего кабеля к COM-порту компьютера. COM-порт включает буфер RS-232 (который, как и в модеме, выполняет функцию согласования уровней сигналов) и UART2 . Буфер и UART могут быть интегрированы в одной микросхеме, но это, в общем-то, и неважно — важно лишь то, что UART компьютера занимает те же ресурсы, что и UART внутреннего модема. Для большей наглядности на рис. 1 представлена соответствующая блок-схема.

Во внутренних моделях курьеров все проще: UART находится на плате модема и с одной стороны соединяется с шиной ISA, а с другой — с NEC и CPU модема (рис. 2). В этом случае сигналы последовательного интерфейса как UART, так и модема будут иметь уровни TTL, что не требует никаких согласующих элементов между ними (то есть буферов RS-232).

При сравнении блок-схем, приведенных на рис. 1 и 2, становится ясно, что, заменив во внутреннем модеме UART на буфер RS-232 и соответствующий разъем, вы получите интерфейс внешнего модема. Этот интерфейс не требует наличия ISA, но нуждается в свободном COM-порте, каковым может служить COM-порт на материнской плате. А теперь перейдем от блок-схем к реальным схемам.

На рис. 3 вы можете ознакомиться со схемой интерфейса RS-232, используемой во внешних модемах Courier V.Everything. Некоторые пояснения: это схема внешнего модема с частотой 20,16 МГц. Она справедлива и для внешних модемов с частотой 25 МГц, за исключением того, что каждая цепь буферов имеет RC-цепочку — видимо, для более стабильной работы на скорости порта 230 Кбит/с. Поскольку компьютеры с такими скоростными COM-портами распространены мало и подавляющее большинство прошивок не поддерживает такие скорости, мы не стали вводить в эту схему RC-цепочки. Кроме того, последовательные порты в PC не поддерживают синхронный режим обмена (как и внутренние «курьеры»), поэтому в данном случае неактуально наличие цепей SYNC RX TIMING, SYNC TX TIMING, SYNC TX TIMING EXT и SPEED INDICATE. Некоторые сигналы, идущие на NEC, идут и на CPU. Конденсаторы в цепях питания — 10 мкФЅ16 В и 0,1 мкФ. Диоды — самые обычные, аналог КД521.

На рис. 4 представлена схема соединения чипов UART и NEC для внутренних модемов. Нумерация выводов UART приведена для чипа 16C550, в скобках — для 16PNP550. Из рисунка следует, что сигналы, отвечающие за работу в синхронном режиме, не соединяются с чипом UART. Они «заглушены» на плате модема и не используются в работе.

Когда у вас перед глазами обе схемы, способ переделки внутреннего модема во внешний будет более чем очевиден и не потребует особого осмысления в части, касающейся электроники. Стоит лишь продумать способ запитывания «буферной» схемы и модема, а также способ размещения модема и платы с буферами RS-232.

В первую очередь разберемся с питанием. Тут есть два варианта: либо делать отдельный источник питания (как во внешнем модеме), либо брать питание от БП компьютера.

В первом случае необходимо создать достаточно мощный блок питания, способный выдавать три напряжения: +5 В, +12 В и –12 В. Отделаться простыми стабилизаторами серии 78xx (КРЕН) не получится, по крайней мере модификация 7805 не справляется с нагрузкой и в самом щадящем режиме ожидания: ее корпус раскаляется даже при наличии радиатора внушительных размеров. Конечно, можно изготовить импульсный источник питания, но это потребует довольно много времени и усилий. Если вы сумеете сделать такой источник и опробуете его в работе, напишите автору — ваш опыт будет полезен многим.

При наличии собственного источника питания модем становится полностью независимым от компьютера. В этом случае можно собрать интерфейсные цепи и схему питания на одной плате, снабженной ножевым разъемом ISA, и соединить ее с модемом с помощью переходника с ISA-разъемами, изготовленного из старой материнской платы (рис. 5). Идея, конечно, хорошая, но при ее реализации возникнет множество мелких проблем: как сделать корпус, как обеспечить жесткость конструкции, как добиться нормального теплового режима, как защититься от помех, вызываемых источником питания, и т.п. Короче говоря, имеется обширное поле для творчества, только помните — источник питания должен быть гальванически развязан с сетью 220 В (электрооборудование класса 2).

Многих проблем можно избежать, если отказаться от идеи вынести переделываемый модем за пределы компьютера. В этом случае лучше всего взять питание с разъема PCI, благо таких слотов в материнских платах теперь много.

Переходник, который будет вставляться в слот PCI, должен нести на себе не только интерфейсные цепи последовательного порта вместе с разъемом RS232, но еще и разъем ISA (такой же, как и на материнских платах) — в этом случае переходник будет одновременно выполнять роль несущей конструкции для платы модема. Из схемы подобного решения, приведенной на рис. 6, также видно, что телефонные разъемы модема подключены к телефонным разъемам переходника — это сделано из соображений удобства эксплуатации создаваемой конструкции.

Однако у данного решения есть один недостаток — при установке в компьютер двухуровневая плата займет пространство сразу двух слотов PCI (связано это с тем, что элементы на платах ISA и PCI расположены с разных сторон относительно разъема). В том случае, если вам не хватит свободных слотов PCI, проблему можно разрешить путем установки в частично загороженный слот платы низкопрофильного конструктива. В остальном конструкция позволяет добиться желаемого результата, так сказать, малой кровью.

В заключение теоретической части рассмотрим положительные и отрицательные стороны переделки внутренних «курьеров» для работы внутри компьютера с PCI и внешним COM-портом. Приобретаем мы работоспособный модем. В жертву будет принесена технология Plug-and-Play (PnP), если таковая присутствовала в модеме. Кроме того, утрачивается свободный доступ к DIP-переключателям модема: после переделки для манипуляций с ними придется вскрывать корпус компьютера. В список потерь можно включить также и занятый переделанным модемом COM-порт на материнской плате. Однако это не очень существенные потери: модем можно установить и без PnP, DIP-переключателями сейчас пользуются крайне редко, а один COM-порт все-таки остается свободным. Кстати говоря, после переделки мы не приобретаем возможность работы порта в синхронном режиме, которая возможна для внешних «курьеров». В принципе ее можно реализовать, но необходимость этого весьма сомнительна.

Практическая реализация

режде всего следует запомнить: неквалифицированные действия могут привести к порче модема и компонентов компьютера, а также к прочим непредсказуемым последствиям. Приступая к переделке своего модема, вы должны быть полностью уверены в том, что обладаете необходимыми для этого навыками и квалификацией. Итак, если вы не сомневаетесь в своих способностях, то можете приступать к практической реализации.

По прочтении теоретической части несложно сделать вывод о том, что для переделки внутреннего «курьера» для работы без ISA следует изъять из модема микросхему UART, собрать переходник, соединить модем и переходник и имплантировать модернизированную конструкцию в компьютер, после чего обычным модемным кабелем соединить разъемы переходника и COM-порта.

На рис. 7 приведено фото пилотного образца, работа которого не вызвала у автора этих строк никаких нареканий. Конечно, микросхемы на переходнике можно было установить и с другой стороны платы, чтобы они не мешали соседнему PCI-устройству. Однако, исходя из практики, даже представленная на фото конструкция не препятствует установке карт расширения в соседний PCI-слот.

Перечень необходимых материалов и деталей для переделки модема и сборки переходника:

• кусок двустороннего фольгированного текстолита толщиной 2,5 мм размером примерно 11Ѕ14 см;
• D-образный 25-контактный разъем DB-25F («мама»), монтируемый на плату;
• монтируемый на плату 8-битный разъем ISA (та часть слота ISA, в которой расположена большая часть контактов);
• металлическая заглушка (bracket) с отверстиями для крепления разъема;
• две микросхемы 1488 и одна микросхема 1489 (они могут иметь обозначения MC1488, MC14C88, DS1488, 75188 и т.п.);
• пара электролитических конденсаторов 10 мкФЅ16 В;
• два маломощных диода, например КД521;
• монтируемые на плату телефонные гнезда RJ-11 (как в модеме) и ответные части от них (с проводами);
• плоский гибкий шлейф с 10-штырьковым разъемом (наподобие IDE-шлейфа) и ответная часть от этого разъема (штырьки).

В качестве буферов RS-232 можно использовать не только микросхемы 148х, но и 75323, 75232 или MAX237 (естественно, с соответствующей корректировкой схемы). На рис. 8 показана схема включения GD75323.

С практической точки зрения проще и дешевле использовать чипы 148x со старой мультикарты, чем разыскивать в магазинах микросхемы серии 75xxx. Вообще говоря, чип 75232 можно снять со старой материнской платы, но таких микросхем, в отличие от 75323, понадобится две штуки.

Во внутренних модемах Courier V.Everything применяются два типа UART — 16550 и 16pnp550. Чипы 16550 выпускают многие фирмы; в модемах U.S.Robotics эти микросхемы встречаются только в корпусах PLCC-44 (в их маркировке присутствует надпись 16C550). Чипы 16pnp550 автору этих строк доводилось видеть только в исполнении Texas Instruments (они выпускаются в корпусах PLCC-68, а в их обозначении обычно присутствует надпись 16PNP550). Разница между 16pnp550 и 16550 заключается только в наличии встроенного контроллера Plug-and-Play. Внешний вид корпуса PLCC-44 показан на рис. 9. Корпус PLCC-68 внешне схож с PLCC-44, за исключением, разумеется, количества контактов. Выводы нумеруются против часовой стрелки, первая ножка отмечена ключом (точкой) на корпусе.

Нужно найти указанный чип на плате модема и удалить его. Есть два метода аккуратного снятия чипов такого рода: перерезание ножек у корпуса с последующим их выпаиванием по одной либо выпаивание чипа с помощью паяльной станции или строительного фена. Первый способ хорош тем, что кроме удаляемого чипа ничего больше не страдает, а плох тем, что чип после этого не пригоден к использованию по прямому назначению. Второй способ оставляет выпаиваемый чип «в живых», но в процессе его изъятия возможно нежелательное термическое воздействие на соседние элементы и на саму плату, особенно в случае использования фена.

Выпаяв чипы феном, можно вставить на их место контактную колодку. Таким образом, вставив в колодку выпаянный чип, можно будет пользоваться модернизированным изделием как обычным ISA-модемом. Трансформация во внешнюю версию осуществляется путем изъятия чипа UART и подключения на его место шлейфа, идущего от переходника с буферами. Если же нет необходимости в дальнейшем использовать переделываемый «курьер» в материнских платах с ISA, то можно припаять шлейф непосредственно к плате модема.

Разъем DB-25F и металлическую заглушку можно взять со старых мультикарт, причем лучше использовать запчасти от тех мультикарт, в которых на заглушку выведены разъемы параллельного порта (LPT) и гейм-порта (GAME). Если же на заглушку мультикарты были выведены разъемы параллельного и последовательного портов, то для свободного доступа к телефонным разъемам отверстие последнего придется растачивать. Также следует иметь в виду, что в разных мультикартах местоположение разъема параллельного порта варьируется.

В заключение отметим, что все вышеописанное испытано на модемах с чипами 16C550 (лично автором) и 16PNP550 (пользователями, приславшими восторженные отклики).

Кроме того, как выяснилось в ходе дальнейших экспериментов, возможно активизировать и механизм Plug-and-Play: модернизированный модем с прошивкой AVC56 идентифицируется операционной системой как Advanced Voice Courier External PNP (подробности см. в Интернет-версии данной статьи).

Авторскую версию текста данной статьи вы сможете найти в Интернете на Web-сайте EGONY Enterprises, Inc. (http://www.egony.newmail.ru:/up_isa.htm). Там же помещены отклики пользователей, осуществивших переделку модемов Courier V.Everything по описанной методике, а также схема разводки печатной платы.

С автором статьи можно связаться по e-mail: egony@mail.ru.

КомпьютерПресс 11'2002