Hardware:dbox2:Erweiterungen:IDE-Interface

Allgemeines

Stand 26.12.2009

Dieses Projekt hat die Realisierung einer IDE-Schnittstelle umgesetzt, jedoch mittels eines CPLD (Complex Programmable Logic Device). Dies hat u.a. den Vorteil, gegenüber der Lösung mit diskretem Schaltungsaufbau, dass die Schaltung selbst "übersichtlich" ist, da nur wenige Komponenten auf dem eigentlichen IDE-Modul bzw. auf der Platine aufgebracht werden müssen.

Des Weiteren gestattet die Programmierung des CPLD einen flexibleren Funktionsumfang, da davon ausgegangen wird, dass alle Anschlüsse des Speichermodul-Steckplatz der DBox2 an das CPLD angeschlossen werden. Änderungen und Erweiterungen können allein durch eine geeignete Programmierung vorgenommen werden, ein nachträglicher Eingriff in den Schaltungsaufbau ist daher nicht nötig.

Das CPLD wird wie bereits erwähnt -analog zur ersten IDE-Variante- an den Speichermodul-Steckplatz der DBox2 und dem Modemstecker angeschlossen. Außerdem muss natürlich an einer geeigneten Stelle noch die Betriebsspannung für das IDE-Modul abgegriffen werden.

Aus CPU Sicht wird das CPLD wie das normale RAM angesprochen, d.h. via UPM (User Programmable Machine). Dabei werden die Daten in den Adressraum für die erweiterten 32MB Hauptspeicher eingeblendet.

Die Grund-Idee für einen Zugriff war "Write before Read". Die CPU muss dem Chip vor einem IDE-Register Lesezugriff sagen, dass der Chip das jetzt mal bitte machen soll, zum Beispiel per Schreibzugriff auf eine bestimmte Adresse. Der zweite Zugriff liefert dann die gelesenen Daten. Performance gibt's trotzdem, weil der zweite Lesezugriff wieder den nächsten IDE-Zugriff auslösen kann (durch die Wahl der Adresse) usw. Und ganz nebenbei können so zur CPU auch gleich 32 Bit transportiert werden, weil der Chip gleich 2 IDE-Lesezugriffe durchführt.

Die Software Xilinx ISE 7.1i zur Programmierung des CPLD ist frei erhältlich.

Da Nokia, Phillips und Sagem unterschiedliche Speichermodul-Steckplätze verwenden war die Entwicklung von drei verschiedenen Platinenlayouts notwendig. Die Layouts und die Software sind mittlerweile fertig gestellt. Fertig bestückte Platinen werden z.B.von Hallenberg.com und dbox2.com vertrieben und können für ca. 50 Euro + Versand vorbestellt werden. Mit dabei sind je nach Wunsch Einbaurahmen für 2,5"- und 3,5"-Festplatten, ein IDE-Kabel, ein Kabel zum Modemport sowie ein Netzteil als Spannungsversorgung für die Festplatte(n).

FAQ

Rund um das Interface

Wird das IDE-Interface Timeshift beherrschen?
Eine Timeshift-Funktion ist bis jetzt nicht vorgesehen. Aber eventuell werden sich ja ein paar Entwickler auf dieses Themengebiet stürzen. Es ist aber zumindest auf der dBox2 nicht davon auszugehen, das dies wegen der zu erwartenden Überforderung der Hardware nicht möglich sein wird.

Können wir User die Firmware updaten?
Im Prinzip ja. Es gab den Vorschlag, das direkt in der Box über Pins vom Modemport zu machen. Ob dies bei den einzelnen Layouts vorgesehen ist, ist noch nicht bekannt.

Dieses Verfahren birgt allerdings ein Risiko: Da der CPLD direkt am Prozessorbus hängt, kann eine falsche Firmware dazu führen das die Box sich aufhängt und nicht einmal mehr bootet. Die Platine kann man dann immernoch updaten, muss sie aber aus dem Connector ziehen und irgendwie mit Strom (3.3V) versorgen. Am Modem-Connector ist aber auch dafür alles vorhanden.

Alternative ist ein relativ einfaches Kabel am Parallelport eines PCs. Die 3.3V können dann aus der Box kommen, und ob die sich nach dem Update aufhängt oder nicht ist dann ja egal. Sollte sich die Box aufhängen spielt man einfach das alte Image wieder auf den Chip.

Wo bekomme ich ein Kabel her um den CPLD zu programmieren?
Hier ist der Schaltplan um sich ein Kabel für den Parallel-Port bauen zu können. [1] [2]

Wird es eine Variante des IDE-Interfaces mit Speichereweiterung geben?
Eher unwahrscheinlich. Der Grund ist das man sich aus Timinggründen keinen Multiplexer am RAM leisten kann.

Auf der Platine sind noch acht unbestückte Lötpads. Wozu dienen diese?
Diese Lötpads sind für eine RealTimeClock bestimmt. Sie können mit einem DS1307Z (SMD), ein Standarduhrenquarz und ein Knopfzellenhalter (KZH-1) bestückt werden.

Image-Voraussetzungen

Wird es möglich sein, Images mit HDD-Unterstützung und ohne HDD-Unterstützung zu bauen, oder haben die Images dann standardmäßig HDD-Unterstützung?
Man muss nur die IDE-Patches nur zusätzlich mit einigen Optionen schalten. Die Tuxbox-Images haben bereits entsprechenden Support dafür von Haus aus eingebaut.

--with-filesystems=comma seperated list of filesystems

Detailierte Hintergründe zu dieser Option siehe hier.

Hier können durch Komma getrennte Filesysteme angegeben werden. (siehe --enable-xfs, --disable-ext3).

--with-filesystems=extfs,xfs,nfs,cifs,vfat,smbfs,lufs

extfs stellt ein Alias für ext2 und ext3 dar, kann aber auch einzeln verwendet werden. Der erste Eintrag wird als Standard verwendet und in der /etc/fstab verwendet. Ist für Neutrino auch Drive-GUI aktiviert, ist der Eintrag für fstab allerdings ohne Bedeutung. Werden IDE-relevante Filesysteme angegeben, wird auch gleichzeitig der IDE-Support aktiviert (siehe auch --enable-ide)

--with-filesystem-tools= comma seperated list of filesystem tools to be used

Hier können durch Komma getrennte Dateisystemtools angegeben werden. Zugelassene Werte:

• e2fsprogs, reiserfsprogs, dosfstools, xfsprogs, fdisk (standalone)

Als Standard sind die passenden Tools aktiviert, die zu den aktivierten Dateisystemen gehören:

• ext2/ext3: e2fsprogs
• xfs: xfsprogs
• reiserfs: reiserfsprogs
• vfat: dosfstools

Diese Option ist dazu gedacht, nicht benötigte Tools nicht zu kompilieren.

Beispiele: Wer in einem ext2/vfat-Image nur e2fsprogs haben möchte, nutzt also

--with-filesystem-tools=e2fsprogs

Wer keine Dateisystemtools im Image haben möchte, nutzt also

--with-filesystem-tools=""

HINWEIS: Dateisystemtools deaktivierter Dateisysteme sind nicht aktivierbar.

Der Parameter "fdisk" deaktiviert das fdisk-applet von busybox und installiert stattdessen fdisk aus dem utillinux-Paket. Diese Option ist standardmäßig aktiviert, sofern --disable-drive-gui nicht genutzt wird.

--disable-drive-gui

Deaktiviert den Einbau der GUI-unterstützten Laufwerksverwaltung in Neutrino (IDE-Menü), wird ansonsten standardmäßig mitgebaut!

--enable-ide

Ermöglicht das Bauen von Images/Yadds mit support für IDE-Interfaces. Es werden hierfür die passenden Treiber und Kernel-Module gebaut.

--enable-mmc

Ermöglicht das Bauen von Images/Yadds mit support für MMCs. Es werden hierfür die passenden Treiber und Kernel-Module gebaut.

--disable-ext3

Deaktiviert Treiber für ext2/ext3 Dateisysteme (siehe --with-filesystems=) Diese Option ist weiterhin gültig, kann aber weggelassen werden, wenn --with-filesystems aktiviert ist und wird nicht berücksichtigt, wenn --with-filesystems angegeben ist.

--enable-xfs

Aktiviert Treiber für XFS und baut xfsprogs (siehe --with-filesystems="xfs") Diese Option ist weiterhin gültig, kann aber weggelassen werden, wenn --with-filesystems aktiviert ist und wird nicht berücksichtigt, wenn --with-filesystems angegeben ist.

--enable-nfsserver

Ermöglicht das Bauen eines NFS-Servers

--enable-sambaserver

Ermöglicht das Bauen eines Samba-Servers

HINWEIS: -enable-nfsserver und --enable-sambaserver sind zumindest mit der dbox2 nur dann sinnvoll, wenn auch entsprechende Laufwerke für Freigaben zur Verfügung stehen. Konkret wäre das beim Einsatz von weiteren Laufwerken der Fall. Für andere Receiver dürfte das ähnlich sein.

Sourcen

Wann werden die Sourcen veröffentlicht?
Die Sourcen sind veröffentlicht, sodass man sich sein eigenes Image mit HDD-Unterstützung bauen kann.

Nehmen die Erweiterungen die für das IDE Interface benötigt werden viel Platz im Image weg?
Das Image wächst um ungefähr 300 kB.

Rund um die HD

Kann ich die Energie für die Platte vom internen Netzteil beziehen?
Die Leistungsreserven des dboxinternen Netzteils sind begrenzt. Ein Betrieb einer 2,5"-Platte ist mit Hilfe einer kleinen Schaltung (Schaltregler) an der 27 V- Spannungsversorgung für die Displaybeleuchtung und das LNB möglich. Für 3,5"-Platten muss ein externes Netzteil verwendet werden.

Hier die Schaltung: [3] [4] [5] [6]

Ich habe eine Kabelbox. Kann ich trotzdem obige Schaltung verwenden oder haben die Kabelboxen keine 27 V-Spannung?
Alle Boxen haben diese 27 V-Spannung, auch Kabelboxen.

Kann ich eine SATA-Platte an das IDE-Interface anschließen? / Wird es eine SATA-Version dieses IDE-Interfaces geben?
Der Einsatz einer SATA-Platte an diesem Interface ist noch nicht getestet worden. Laut DBoxBear sollte es aber theoretisch möglich sein eine SATA-Platte mit Hilfe eines PATA-SATA-Adapters zu betreiben. DboxBear wird laut Posting keine Schaltung für SATA entwickeln.

Wird die Festplatte bei Nichtbenutzung in den Standby geschickt?
Die Festplatte wird je nach Angaben im Initiscript schlafen gelegt. Mit IDE-Menü-basiert eingestelltem Image, wird dies ebenfalls im Initscript erledigt. Über die GUI wird ausserdem diese Einstellung sofort übernommen.

Wird es HD-Tools geben?
In den aktuell in Entwicklung befindlichen Tuxbox-Images sind bereits Tools zum Partitionieren und Formatieren der Festplatte sowie die benötigten Treiber enthalten.

Welches IDE-Kabel soll ich verwenden?
Bitte benutze ein 80-poliges IDE-Kabel. Die zusätzlichen Masseleitungen helfen die Signale vor Störeinflüssen zu schützen.

Gibt es eine Kapazitätsgrenze für die Festplatte?
Da Linux LBA48 unterstützt und den Treiber/Chip das nicht interessiert: Alles was es an IDE Platten gibt. (zur Zeit 500GB?) Und davon bis zu zwei Stück -> 1TB

Wieviel Platten kann ich anschließen?
Zwei. Eine Master- und eine Slave-Platte und je nach Interface-Ausstattung auch ein MMC-Karte

In welchem Modus wird die Platte laufen?
PIO-Mode 4 (max. 16 MByte/s)

Wie hoch wird die Datenübertragungsrate sein?
Die Platte erreicht zur Zeit zwischen 2 und 4 MByte/s. Das ist mehr als das 10 MBit-LAN der DBox zu leisten vermag. Das ist mehr als genug um ZDF mit allen Audiokanälen ohne Unterbrechungen aufzuzeichnen.

Was ist der Unterschied zwischen Mbit/s und MByte/s?
8 Bit entsprechen 1 Byte. 10 MBit/s entsprechen unter realen Bedingungen etwas weniger als 1 MByte/s.

Welches Format wird die Partition auf der Festplatte haben?
Die Festplatte wird je nach dem im Image vorhandenen FS-Modulen formatiert. Im IDE-Menü stehen diese Dateisysteme zur Auswahl bereit. Es gibt auch Tools um ext2/3 unter Windows lesen und schreiben zu können. [7]

MultiCam / MC das unbekannte Wesen?

Wofür dient das Kabel zum Modemport?
Über den Modemport bezieht das IDE-Interface seinen Interrupt. Das Kabel ist für die Funktion unbedingt notwendig.

Funktioniert das IDE-Interface auch mit einem MultiCam?
Der parallele Einsatz von einem MultiCam und vom IDE-Interface ist von den Entwicklern nicht vorgesehen.

Warum berücksichtigen die Entwickler keine MultiCams
Vom Projekt wird das nicht unterstützt, da auch andere Crypt-Verfahren möglich sind/wären, für die die dbox2 keine Lizenz mitbringt.

Hinweis!

Zu Entschlüsselung von diversen Pay-TV-Angeboten mit Hilfe von CAMs ist immer auch eine Lizenz des entsprechenden Verschlüsselungslizenzinhabers bzw. eine Zertifizierung des jeweiligen Gerätes oder CAM-Moduls durch einen Pay-TV-Anbieter notwendig. Daher ist der Einsatz von nicht lizenzierter Verschlüsselungstechnik illegal oder zumindest rechtlich bedenklich oder befindet sich zumindest in einer rechtlichen Grauzone. In Bezug auf Geräte bzw. die darin verwendbaren CI oder CI+ Module mit herstellerseitig lizenzierten Verfahren bedeutet dies, dass der Einsatz anderer Verschlüsselungssysteme, als die lizenzierten Verfahren nicht erlaubt ist. Aus diesem Grund wird hier auch keinerlei Support für diese Techniken geleistet. Dies betrifft somit generell alle sog. SoftCams oder sonstige nicht zertifizierte Multicam-Systeme.

Schaltungen

Hallenberg.com

Das IDE-Interface von Hallenberg kann hier bezogen werden.

Produkteigenschaften:

• 40poliger IDE-Anschluß für 3,5" Festplatten oder 2,5" Festplatten (Adapter 40<>44polig erforderlich)
• Erweiterung mit einer RealTimeClock (RTC) möglich (als Option bestellbar)
• Netzteil (extern) 5V-2A (Spitzenlast) extern für die Versorgung von zwei Festplatten 2,5" oder 3,5“ und Lüftern
• 5V-Anschluss über Modemport für 2,5“-Festplatten (optional mit Anschlusskabel bestellbar)
• LED-Anschluss für die Festplattenaktivität
• Lötpunkt für alternativen IRQ 6
• Unterstützt Compactflash-Karten über IDE-Adapter
• Freie und nicht belegte IO-Pins vom XC95144XL für zukünftige Applikationen.

IDE-Interface Nokia

Version 1

Version 2

IDE-Interface Sagem

IDE-Interface Philips

Dbox2.com (IDE-Interface)

Das IDE-Interface von Dbox2.com kann hier bezogen werden.

Produkteigenschaften:

• 40poliger IDE-Anschluß für 3,5" Festplatten oder 2,5" Festplatten (Adapter 40<>44polig erforderlich)
• SD-/MMC-Kartenleser / Lesen und Schreiben auf SD-Karte, Mini-SD-Karte, Mirco-SD-Karte oder MMC-Karte
• Vorbereitet für RTC (Realtimeclock) / Echtzeituhr für die DBox2.
• Netzteil 5V - 2A (Spitzenlast) onboard für die Versorgung von zwei 2,5" Festplatten und der RTC
• 5V-Anschluss über Modemport für 2,5“-Festplatten
• 3x zusätzlich Anschlüsse für Lüfter (5V)
• LED für HDD-Aktivität onboard / Der Anschluss einer externen LED ist auch möglich.
• Lötpunkt oder Jumper für alternativen IRQ 6
• Unterstützt Compactflash-Karten über Adapter
• Freie und nicht belegte IO-Pins vom XC95144XL für zukünftige Applikationen.

IDE-Interface Nokia

IDE-Interface Sagem

IDE-Interface Philips

Dbox2.com (IDE-SATA-Interface)

Das IDE-SATA-Interface von Dbox2.com kann hier bezogen werden.

Produkteigenschaften:

• 40poliger IDE-Anschluß für 3,5" Festplatten oder 2,5" Festplatten (Adapter 40<>44polig erforderlich)
• 7poliger SATA-Anschluß für 3,5" Festplatten oder 2,5" Festplatten
• MircoSD-Kartenleser / Lesen und Schreiben auf Mirco-SD-Karte
• Vorbereitet für RTC (Realtimeclock) / Echtzeituhr für die DBox2.
• Netzteil 5V - 2A (Spitzenlast) onboard für die Versorgung von zwei 2,5" Festplatten und der RTC
• 5V-Anschluss über Modemport für 2,5“-Festplatten
• 3x zusätzlich Anschlüsse für Lüfter (5V)
• LED für HDD-Aktivität onboard / Der Anschluss einer externen LED ist auch möglich.
• Lötpunkt oder Jumper für alternativen IRQ 6
• Unterstützt Compactflash-Karten über Adapter
• Freie und nicht belegte IO-Pins vom XC95144XL für zukünftige Applikationen.

IDE-SATA-Interface Nokia

IDE-SATA-Interface Sagem

IDE-SATA-Interface Philips

Alternative IRQ´s

Nokia

Der Pin14 muss abgeloetet oder die Leiterbahn unterbrochen werden, ansonsten kann es zu Problemen kommen wenn man die serielle Schnittstelle verwendet!

Sagem

Der Pin15 muss abgeloetet oder die Leiterbahn unterbrochen werden, ansonsten kann es zu Problemen kommen wenn man die serielle Schnittstelle verwendet!

Philips

Schaltregler

Ein Schaltregler ermöglicht den Betrieb von 2,5" Festplatten ohne zusätliches Netzteil. Die hierzu benötigte Spannung wird vom internen Netzteil der dbox2 abgegriffen und auf 5Volt gewandelt.

Nokia

Sagem

Philips

Downloads

• CPLD-Sourcen für das IDE-Interface
• Eagle-Schaltbilder des Prototypen von DBoxBaer

Links

• Hallenberg.com Vertrieb
• Dbox2.com Vertrieb
• Detailinfos zum Projekt im Tuxbox-Forum
• Softwaredownload für die Entwicklungsumgebung

 www.digchip.com/datasheets/parts/datasheet/534/XC95144XL-5.php CPLD-Spezifikation

• Einbauanleitung Schaltregler

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