硬件设备发生冲突的基本原理

硬件设备发生冲突的基本原理
玩电脑的朋友很多都有过这样的经历： 当你在电脑加上某个新的板卡后， 常会导
致整个电脑使用不正常。于是往往抱怨所买板卡的质量不好， 其实此类问题也许
并不与新卡的质量有关， 而是因为它和电脑上其它设备之间产生了设备冲突。   
    一个计算机设备要能正常工作， 必须要通过一定的系统资源与主机进行通
信。但当新的板卡装入计算机后， 往往会与已有的计算机设备发生资源冲突， 而
不能正常工作。最常见的也是最容易出现的资源冲突就是IRQ、DMA 和I/O 冲
突。首先， 让我们了解一下IRQ、DMA 和I/O 的概念。   
    1、IRQ（ Interrupt ReQuest）
    意为中断请求， 每一个设备都有一个IRQ， 用以向CPU 发送服务请求， 称
为中断。一般来说， 计算机有16 个中断线与各种需要用中断方式工作的不同外
设相连（ 每个中断线有一个标号也就是中断号） ， 当一条中断线被激活后， CPU
就会立即停下当前的工作， 装载一定的中断处理子程序（ 中断服务程序） ， 这个
程序执行完成以后， 系统回到刚才的断点， 继续原来的工作。如果两个设备拥有
一个中断号计算机系统中的某些部分就会停止工作， 甚至会导致整个计算机系统崩溃。一般来说， 在我们常用的个人PC 机中， 中断号的分配是这样的：   
    IRQ 0系统时钟（ 系统保留） IRQ 1 键盘（ 系统保留）
    IRQ 2系统的第二个中断请求控制器（ IRQ8－ 15）   
    IRQ 3 串行口2（ 可用）   IRQ 4 串行口1（ 可用） 
    IRQ 5 并行口2（ 可用） （ 一般用来设置声卡）   
    IRQ 6 软盘（ 系统保留）     IRQ 7并行口1（ 一般用作打印机）
    IRQ 8 实时时钟（ 系统保留）     IRQ 9 可用 IRQ 10 可用
    IRQ 11常用于显示卡 IRQ12 PS/2 mouse（ 可用） IRQ13 数学协处理器
    IRQ14 IDE1 控制器通道 IRQ15 IDE2 控制器通道（ 可用）
    此外还有NMI 非正常中断（ 不可屏蔽中断） ， 如校验错。   
    2、DMA（ Direct Memory Address）   
    直接存取通道。主机与外设之间的数据传送， 一共有两条途径： 一是用CPU
来管理的数据的传送； 二是用专门的芯片完成数据的传送。所谓DMA， 就是不
经CPU， 外设同内存之间相互传送数据的通道， 在这种方式下， 外设利用DMA
通道直接将数据写入存储器或将数据从存储器中读出， 而不用CPU 参与， 系统
的速度会大大增加。在PC 机内部， DMA 通道的分配如下：   
    DMA0  可用   DMA1  ECP 打印口（ 如果设置的话） DMA2  软盘控制
器   
    DMA3  8 位数据传送     DMA4  级联DMA 控制器   DMA5  可用   
    DMA6  可用   DMA7  可用   
    3、I/O（ INPUT/OUTPUT）
    输入/输出端口， 计算机外设与主机（ CPU 和内存） 进行通信时， 是通过接
口来进行的， 这个接口就叫做端口。每个端口赋与一个端口号称为地址。每一个
端口都包含一组寄存器（ 数据寄存器、命令寄存器和状态寄存器） 。每一个想和
CP U 通信的外设都有不同的I/O 地址， 在PC 机内部一共有1024 个地址。
    从Win95 开始计算机的所有IRQ 号、DMA通道和I/O 端口等系统资源均被
操作系统接管， 并由其根据情况进行智能的分配， 这就是我们常说的即插即用。
然而这种即插即用是有条件的： 要求有即插即用的BIOS、即插即用的设备和即
插即用的操作系统， 三者缺一不可， 否则可能会引发设备冲突。在实际安装时，
由于存在非即插即用设备和即插即用设备混合安装等情况， 而且即插即用设备品
种规格越来越多， 新设备层出不穷， 而WINDOWS 95/98 并非一个很完善的即插
即用操作系统， 常常不能正确检测和处理有关设备的资源情况， 特别是在安装设
备较多的情况下， 由于各种板卡的中断、DMA 通道、I/O 地址大部分都有自己
的缺省值， 如果碰巧两个板卡使用了同样的资源， 操作系统又无法正常处理， 就
会引起冲突。这就是设备发生冲突的重要原因之一。
    此外有些板卡由于设计上有特殊之处（ 比如耗电过大） ， 或者选料不严、制
作工艺不精甚至固件代码编写不完善等问题， 也可能与另外的板卡难以“和平”