HomeFinjan blog

Finjan blog

Содержание:

Принцип работы
Narrow-band and Spread-spectrum Signals
- Narrow-band Signals
- Spread Spectrum Signals
Настройка биос — остальные разделы
Генерация тактового сигнала
FHSS and DSSS / CDMA
- Frequency Hopped Spread Spectrum (FHSS)
- Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)
Test content
Телекоммуникации
Introduction to PCIE Spread Spectrum Clock (SSC)
Какое значение опции выбрать?
Recommended Reading
Функции
Как настроить биос — основные разделы

Принцип работы

Как известно, персональный компьютер – это сложное устройство, содержащее множество микросхем и электронных компонентов, потребляющих много энергии и способных излучать в окружающее пространство во время своей работы мощные электромагнитные волны в радиодиапазоне. Эти волны далеко не всегда безобидны, поскольку они могут, благодаря физическому явлению интерференции, приводить к нарушению работы находящихся рядом с компьютером электромагнитных приборов и устройств, таких, например, как телевизоры, радиоприемники, и.т.д.

Данное явление принято называть электромагнитными помехами (Electromagnetic Interference). Для борьбы с электромагнитными помехами было разработано немало способов. В случае персонального компьютера большинство из создаваемых его электронными компонентами помех успешно экранируется металлическим корпусом, однако часто этого бывает недостаточно.

Кроме того, конструкторы при разработке электронных устройств стремятся к тому, чтобы минимизировать негативное влияние электромагнитных помех. Для этого различные устройства, функционирующие поблизости друг от друга (а это могут быть, в частности, и внутренние элементы компьютера), проектируются таким образом, чтобы они соответствовали бы требованиям электромагнитной совместимости.

Также в компьютерной индустрии существует ряд строгих стандартов на количество создаваемых элементами компьютера помех. Эти стандарты в разных регионах регулируются такими организациями, как FCC, JEITA и IEC.

Одним из методов борьбы с электромагнитными помехами, создаваемыми компьютером, также является метод расширения спектра электромагнитного излучения(Spread Spectrum). Суть его заключается в следующем. Наибольшие электромагнитные помехи из всех компонентов, расположенных внутри компьютера, создает микросхема тактового генератора. Эта микросхема обеспечивает работу процессора, а также многих шин, которые связывают процессор с другими устройствами, такими, как оперативная память или устройства ввода-вывода. При работе тактового генератора создается ряд очень мощных электромагнитных помех, максимумы которых приходятся на пики тактовых сигналов. Однако если распределить энергию, излучаемую на максимуме тактового сигнала, в более широком диапазоне, сделав форму сигнала более отлогой, то максимальная величина электромагнитных помех в большинстве случаев не будет превышать заранее установленного безопасного значения.

Для реализации данного метода в BIOS многих производителей включены опции управления распределением спектра электромагнитного излучения. Примером такой опции является опция CPU Spread Spectrum, которая обычно входит в состав группы опций, предназначенных для установки параметров распределения спектра для различных шин компьютера. Она позволяет включить или выключить функцию распределения спектра для шины процессора. В отличие от такой широко распространенной опции, как Spectrum, данная опция не затрагивает другие шины персонального компьютера, такие, как шины PCI/PCI-E/AGP, IDE/SATA и т.д. Включение опции осуществляется при помощи выбора значения Enabled, а выключение – при помощи значения Disabled.

Narrow-band and Spread-spectrum Signals

Both the Narrow band and Spread spectrum signals can be understood easily by observing their frequency spectrum as shown in the following figures.

Narrow-band Signals

The Narrow-band signals have the signal strength concentrated as shown in the following frequency spectrum figure.

Following are some of its features −

Band of signals occupy a narrow range of frequencies.
Power density is high.
Spread of energy is low and concentrated.

Though the features are good, these signals are prone to interference.

Spread Spectrum Signals

The spread spectrum signals have the signal strength distributed as shown in the following frequency spectrum figure.

Following are some of its features −

Band of signals occupy a wide range of frequencies.
Power density is very low.
Energy is wide spread.

With these features, the spread spectrum signals are highly resistant to interference or jamming. Since multiple users can share the same spread spectrum bandwidth without interfering with one another, these can be called as multiple access techniques.

Настройка биос — остальные разделы

BOOT — управление параметрами непосредственной загрузки. Состоит из:

Boot Device Priority — выбор приоритетного накопителя (винчестера, дисковода, флешки и прочее) при работе или при установке какой-либо ОС.
Hard Disk Drivers — установка приоритетного винчестера, если их несколько.
Boot Setting Configuration — выбор конфигурации системы и компьютера при загрузке. При нажатии кнопки «Ввод» (Enter) открывается меню:

Quick Boot — опция теста памяти (оперативной), изменив которую можно ускорить загрузку ОС;
Full Screen Logo — активировав/деактивировав параметр, вы сможете включить или заставку, или информацию о процессе загрузки;
Add On ROM Display Mode — определение очереди на экране информации о модулях, подключенных к «материнке» через слоты;
Bootup Num-Lock — определение состояния кнопки «Num Lock» при инициализации БИОС;
Wait For ‘F1′ If Error — принудительное нажатие кнопки «F1» при возникновении ошибки;
Hit ‘ DEL’ Message Display — надпись, указывающая клавишу для входа в БИОС.

TOOLS — служит для обновления БИОС.

EXIT — выход из BIOS. Имеет 4 режима:

Exit & Save Changes (F10) — выход с сохранением данных, установленных непосредственно пользователем.
Exit & Discard Changes — выход без сохранения данных (заводская установка).
Discard Changes — отмена изменений.
Load Setup Defaults — установка параметров по умолчанию.

Как правильно настроить bios в картинках по умолчанию, знает почти каждый пользователь. Но если вы начинающий пользователь, войдите в интернет. В сети существует множество ресурсов, в которых есть страницы «настройка системы bios в картинках».

Те из вас, кто столкнулся с новым BIOSом, который носит название ASRock, наверняка, столкнется с проблемой установки или переустановки операционной системы. Итак, рассмотрим наиболее распространенную проблему переустановки системы.

У вас слетела «винда» или вы только что купили компьютер, но ОС на нем вообще нет. Вы решаете её установить самостоятельно и тут же сталкиваетесь с такой проблемой: диск в дисководе работает, но когда дело доходит до процедуры установки ОС — вы получаете «Синий экран смерти».

Скажу сразу: дело не в установочном диске! Любая ОС — будь-то «лицензионка» или «пиратка» — большой роли для обычного «юзера» не играет. Да, конечно, бывают кривые сборки, на которых отсутствует какие-либо драйвера и файлы.

Но такое бывает редко: обычно на «пиратках» присутствует минимум «дров», необходимых для адекватной установки всей платформы ОС. В общем, «фишка» с проблемой установки кроется в другом, а именно — в настройках BIOS.

Так, например, многие из «юзеров» уже знают, что при установке-переустановке ОС необходимо первым устройством ставить не «хард» (он же «Hard», он же «жесть», он же «жесткий диск»), а СDDVD-ROM. Казалось бы: в чем проблема?! И тем не менее, проблема есть. И кроется она в непривычном интерфейсе ASRock.

Если в обычных платформах BIOS переключить «хард» на CDDVD-ROM можно просто войдя на опцию «Boot», то в случае с ASRock у вас возникнут некоторые затруднения. Дело в том, что тут нет привычного переключения: его надо ещё найти! В общем-то это не сложно, если, конечно, знать, что и где искать.

Итак, переходите в раздел «Boot». Там вы увидите три строчки: «Floppy Drive BBS Priorites«, «Hard Drive BBS Priorites». Вам необходимо выделить «Hard Drive BBS Priorites» (просто наведите стрелку курсора), кликните на «»Hard Drive BBS Priorites», а далее установите значение «disabled».

Вот и вся премудрость! Нажмите клавишу «F10» (сохранить настройки) и перезагрузите компьютер. Теперь установка-переустановка ОС пройдет как по-маслу! Только не забудьте после того, как установите систему войти в BIOS и включить хард!

В противном случае, после удаления установочного диска из СDDVD-ROMa, система не запуститься: будет требовать диск! Поэтому войдите в BIOS-Boot-«Hard Drive BBS Priorites» и поставьте значение «Enabled».

Настройка персонального компьютера не ограничивается его операционной системой. Первичные настройки, связанные с инициализацией компьютера, проводятся в BIOS ПК.

Большинство настроек BIOS находятся в режиме «Авто» и не требуют к себе пристального внимания, однако, некоторые из них необходимы при установке операционной системы и тонкой настройке работы ПК.

Генерация тактового сигнала

Широкий спектр современных импульсных источников питания (период нагрева), в т.ч. диаграмма водопада за несколько минут. Записано с помощью анализатора ЭМС NF-5030

Генерация тактовых импульсов с расширенным спектром (SSCG) используется в некоторых синхронных цифровых системах , особенно в тех, которые содержат микропроцессоры, для уменьшения спектральной плотности электромагнитных помех (EMI), создаваемых этими системами. Синхронная цифровая система управляется тактовым сигналом и из-за своей периодической природы имеет неизбежно узкий частотный спектр. Фактически, в идеальном тактовом сигнале вся энергия сконцентрирована на одной частоте (желаемой тактовой частоте) и ее гармониках. Практические синхронные цифровые системы излучают электромагнитную энергию в нескольких узких полосах частот, разбросанных по тактовой частоте и ее гармоникам, в результате чего частотный спектр на определенных частотах может превышать нормативные пределы для электромагнитных помех (например, установленные Федеральной комиссией связи США в США. Штаты, JEITA в Японии и IEC в Европе).

Синхронизация с расширенным спектром позволяет избежать этой проблемы за счет использования одного из ранее описанных методов для уменьшения пикового излучаемого излучения и, следовательно, его электромагнитного излучения и, таким образом, соответствия нормам электромагнитной совместимости (EMC).

Это стало популярным методом получения одобрения регулирующих органов, поскольку требует лишь простой модификации оборудования. Он даже более популярен в портативных электронных устройствах из-за более высоких тактовых частот и все большей интеграции ЖК-дисплеев с высоким разрешением во все более мелкие устройства. Поскольку эти устройства спроектированы как легкие и недорогие, традиционные пассивные электронные меры по снижению электромагнитных помех, такие как конденсаторы или металлическое экранирование, неприменимы. В этих случаях необходимы активные методы уменьшения электромагнитных помех , такие как синхронизация с расширенным спектром.

Однако синхронизация с расширенным спектром, как и другие виды динамического изменения частоты , также может создавать проблемы для разработчиков. Основным среди них является рассогласование часов / данных или рассогласование часов . Следовательно, возможность отключать синхронизацию с расширенным спектром в компьютерных системах считается полезной.

Обратите внимание, что этот метод не снижает общую излучаемую энергию, и поэтому вероятность возникновения помех в системе не обязательно. Распространение энергии по большей полосе пропускания эффективно снижает электрические и магнитные показания в узкой полосе пропускания

Типичные измерительные приемники, используемые испытательными лабораториями ЭМС, разделяют электромагнитный спектр на полосы частот шириной примерно 120 кГц. Если бы тестируемая система излучала всю свою энергию в узкой полосе пропускания, она зарегистрировала бы большой пик. Распределение этой же энергии в большей полосе пропускания не позволяет системам вкладывать достаточно энергии в любую узкую полосу, чтобы превысить установленные законом ограничения. Полезность этого метода как средства уменьшения реальных проблем с помехами часто обсуждается, поскольку считается, что синхронизация с расширенным спектром скорее скрывает, чем решает проблемы с более высокой излучаемой энергией, путем простого использования лазеек в законодательстве по ЭМС или процедурах сертификации. Эта ситуация приводит к тому, что электронное оборудование, чувствительное к узкой полосе пропускания, испытывает гораздо меньше помех, в то время как оборудование с широкополосной чувствительностью или даже работающее на других более высоких частотах (например, радиоприемник, настроенный на другую станцию) будет испытывать больше помех.

Сертификационные испытания FCC часто завершаются с включенной функцией расширенного спектра, чтобы снизить измеряемые излучения до допустимых законодательных пределов. Однако в некоторых случаях функция расширения спектра может быть отключена пользователем. Например, в области персональных компьютеров некоторые разработчики BIOS включают возможность отключать генерацию тактовых импульсов с расширенным спектром в качестве пользовательских настроек, тем самым нарушая правила EMI. Это можно рассматривать как лазейку , но, как правило, на нее не обращают внимания, если по умолчанию включен расширенный спектр.

FHSS and DSSS / CDMA

Spread spectrum multiple access techniques uses signals which have a transmission bandwidth of a magnitude greater than the minimum required RF bandwidth.

These are of two types.

Frequency Hopped Spread Spectrum (FHSS)
Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Frequency Hopped Spread Spectrum (FHSS)

This is frequency hopping technique, where the users are made to change the frequencies of usage, from one to another in a specified time interval, hence called as frequency hopping. For example, a frequency was allotted to sender 1 for a particular period of time. Now, after a while, sender 1 hops to the other frequency and sender 2 uses the first frequency, which was previously used by sender 1. This is called as frequency reuse.

The frequencies of the data are hopped from one to another in order to provide a secure transmission. The amount of time spent on each frequency hop is called as Dwell time.

Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

Whenever a user wants to send data using this DSSS technique, each and every bit of the user data is multiplied by a secret code, called as chipping code. This chipping code is nothing but the spreading code which is multiplied with the original message and transmitted. The receiver uses the same code to retrieve the original message.

Test content

The test is divided into two rounds. In the first round of testing, the two pulse frequencies to be tested are 21.3131MHz and 23.2323MHz respectively. In the second round of testing, the two pulse frequencies tested were 160.123MHz and 158.432MHz. Each round of testing conducts the following two tests:

Single frequency point clock signal measurement. Channel 1 and channel 2 input clock signals with different frequencies, obtain the timestamp corresponding to each rising edge of the clock signal, obtain the time difference between two adjacent timestamps before and after, and draw the adjacent difference track.
Use Si5338’s spread spectrum function to modulate the output pulse signal by -5%. The clock signal after modulating and spreading is input into FPGA as the pulse signal under test, and the time stamp corresponding to each rising edge is obtained, the time difference between two adjacent time stamps before and after is calculated, and the adjacent difference track is drawn.

Телекоммуникации

Расширенный спектр обычно использует структуру последовательного шумоподобного сигнала для расширения обычно узкополосного информационного сигнала по относительно широкополосному (радио) диапазону частот. Приемник коррелирует полученные сигналы, чтобы извлечь исходный информационный сигнал. Первоначально было две мотивации: либо противостоять попыткам противника заглушить связь (anti-jam, или AJ), либо скрыть тот факт, что связь вообще имела место, что иногда называется низкой вероятностью перехвата (LPI).

Расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS), расширенный спектр с прямой последовательностью (DSSS), расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (THSS), расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (CSS) и комбинации этих методов являются формами расширенного спектра. Первые два из этих методов используют последовательности псевдослучайных чисел, созданные с помощью генераторов псевдослучайных чисел, для определения и управления шаблоном распространения сигнала по выделенной полосе пропускания. Стандарт беспроводной связи IEEE 802.11 использует в своем радиоинтерфейсе либо FHSS, либо DSSS.

Методы, известные с 1940-х годов и используемые в военных системах связи с 1950-х, «распространяют» радиосигнал в широком диапазоне частот, на несколько значений выше минимального требования. Основным принципом расширенного спектра является использование шумоподобных несущих волн, и, как следует из названия, ширина полосы пропускания намного шире, чем требуется для простой двухточечной связи с той же скоростью передачи данных.
Устойчивость к заклиниванию (помехам). Прямая последовательность (DS) хороша для противодействия непрерывным узкополосным помехам, тогда как скачкообразная перестройка частоты (FH) лучше противодействует импульсным помехам. В системах DS узкополосные помехи влияют на эффективность обнаружения примерно так же, как если бы мощность помех распределена по всей ширине полосы сигнала, где она часто не намного сильнее фонового шума. Напротив, в узкополосных системах, где ширина полосы сигнала мала, качество принимаемого сигнала будет значительно снижено, если мощность помех будет сосредоточена в полосе пропускания сигнала.
Устойчивость к подслушиванию . Последовательность расширения (в системах DS) или шаблон скачкообразной перестройки частоты (в системах FH) часто неизвестны тем, для кого сигнал является непреднамеренным, и в этом случае он скрывает сигнал и снижает вероятность того, что злоумышленник его поймет. Более того, для данной спектральной плотности мощности шума (PSD) системы с расширенным спектром требуют того же количества энергии на бит перед расширением, что и узкополосные системы, и, следовательно, такое же количество мощности, если скорость передачи данных перед расширением одинакова, но поскольку сигнал мощность распространяется на большую полосу пропускания, PSD сигнала намного ниже — часто значительно ниже, чем PSD шума — так что злоумышленник может быть не в состоянии определить, существует ли сигнал вообще. Однако для критически важных приложений, особенно тех, которые используют коммерчески доступные радиостанции, радиостанции с расширенным спектром не обеспечивают адекватной безопасности, если, как минимум, не используются длинные нелинейные последовательности расширения и сообщения не зашифрованы.
Устойчивость к выцветанию . Большая полоса пропускания, занимаемая сигналами с расширенным спектром, обеспечивает некоторое частотное разнесение; т. е. маловероятно, что сигнал столкнется с серьезным замиранием из-за многолучевого распространения по всей его полосе пропускания. В системах с прямой последовательностью сигнал может быть обнаружен с помощью приемника граблей .
Возможность множественного доступа, известная как множественный доступ с кодовым разделением (CDMA) или мультиплексирование с кодовым разделением (CDM). Несколько пользователей могут передавать одновременно в одной и той же полосе частот, если они используют разные последовательности расширения.

Introduction to PCIE Spread Spectrum Clock (SSC)

SSC is a technology that slowly modulates the clock frequency in order to reduce the EMI emission at the center frequency. With SSC, the radiated energy will not produce 2.5GHz or 5GHz noise spikes because the radiation is dispersed to small frequencies around the center frequency Range. ()

The SSC spread spectrum clock is optional for PCIe, not mandatory. If you choose to support spread spectrum clocks, the following requirements must be met ()：

The modulation range is +0% to -0.5%, that is, Down Spreading, as shown in the figure below
The modulation frequency must be between 30KHz and 33KHz, usually a triangular wave
The jitter of the reference clock source (Jitter) must be within 300ppm

The frequency change curve of the reference clock with SSC is shown in the figure below:

Какое значение опции выбрать?

Включить функцию Spectrum лучше всего в том случае, если вашей целью является снижение электромагнитных помех, которые негативно влияют на работу каких-либо других электронных приборов, расположенных поблизости от компьютера. Чем большее значение функции вы установите, тем менее интенсивным будет электромагнитное излучение в момент максимального значения тактового сигнала, и тем более эффективным будет снижение электромагнитных помех.

Однако в ряде случаев отключение опции Spectrum является предпочтительным решением. Функцию Spectrum лучше всего отключить в том случае, если вы занимаетесь разгоном какого-либо элемента персонального компьютера, прежде всего, центрального процессора. Во-первых, распределение спектра тактового сигнала может быть препятствием для получения максимального значения частоты тактового генератора, что не позволит вам достичь максимальной скорости процессора. Кроме того, при включенной опции повышается риск сбоя системы при разгоне. Но, если даже вы не занимаетесь разгоном компьютера и не испытываете при этом неудобств от большого уровня электромагнитных помех, то функцию распределения частоты тоже лучше всего выключить. Кроме того, в большинстве BIOS функция Spectrum по умолчанию является выключенной.

Также в некоторых BIOS есть такое значение функции Spectrum, как Smart Clock (Умный тактовый генератор). Этот вариант несколько отличается от установки значения модуляции сигнала. Вместо этого вариант Smart Clock предполагает отключение всех неиспользуемых сигналов во внутренних шинах персонального компьютера, таких, как AGP и PCI, а также в модулях памяти SDRAM. В результате применение этого варианта позволяет уменьшить электромагнитные помехи, не подвергая при этом риску стабильность работы всех систем персонального компьютера. Еще одним преимуществом применения варианта Smart Clock является некоторое уменьшение энергопотребления персонального компьютера. Но коэффициент снижения электромагнитных помех в данном случае во многом зависит также и от того, как много в компьютере имеется пустых слотов для модулей оперативной памяти SDRAM, а также для плат расширения PCI и AGP. В целом все же вариант Smart Clock далеко не всегда может быть таким же эффективным, как и вариант с изменением модуляции электромагнитного сигнала.

Однако в большинстве случаев рекомендуется выбрать все же вариант опции Smart Clock, поскольку он позволяет уменьшить создаваемые материнской платой электромагнитные помехи, не подвергая при этом риску стабильность работы различных элементов персонального компьютера.

Функции

DSSS фазовых сдвиги- синусоидальная волна псевдослучайные с непрерывной строкой чипов, каждый из которых имеет значительно меньшую длительность , чем информационный бит . То есть каждый информационный бит модулируется последовательностью гораздо более быстрых чипов. Следовательно, чиповая скорость намного выше, чем битовая скорость информации .
DSSS использует структуру сигнала, в которой последовательность расширения, создаваемая передатчиком, уже известна приемнику. Затем приемник может использовать ту же последовательность расширения, чтобы противодействовать ее влиянию на принятый сигнал, чтобы восстановить информационный сигнал.

Как настроить биос — основные разделы

MAIN — раздел для:

непосредственной корректировки временных данных;
определения и изменения некоторых параметров винчестеров (жестких дисков) после их выбора с помощью «стрелок» клавиатуры и нажатия кнопки «Ввод» (Enter). Рисунок 1.

Если вы хотите перестроить режимы винчестера, то после нажатия кнопки «Ввод» вы попадете в его меню по умолчанию. Для нормальной работы необходимо выставить «стрелками» и кнопкой «Ввод» в пунктах:

LBA Large Mode — Auto;
Block (Multi-Sector Transfer) — Auto;
PIO Mode — Auto;
DMA Mode — Auto;
32 Bit Transfer — Enabled;
Hard Disk Write Protect — Disabled;
Storage Configuration — желательно не изменять;
SATA Detect Time out — изменять нежелательно.
Configure SATA as — выставить на AHCI.
System Information — данные о системе, которые можно почитать.

ADVANCED — раздел непосредственных настроек основных узлов компьютера. Рисунок 2. Он состоит из подразделов:

JumperFree Configuration — из него (нажатием кнопки «Ввод» (Enter)) попадаем в меню Configure System Frequency/Voltage, которое позволяет настраивать модули памяти и процессор. Оно состоит из пунктов:

AI Overclocking (режимы Auto и Manual) служит для разгона процессора вручную или автоматически;
DRAM Frequency — изменяет частоту (тактовую) шины модулей памяти;
Memory Voltage — ручная смена напряжения на модулях памяти;
NB Voltage — ручная смена напряжения на чипсете.

CPU Configuration — при нажатии кнопки «Ввод» (Enter) открывается меню, в котором можно просматривать и изменять некоторые данные процессора.
Chipset — менять не рекомендуется.
Onboard Devices Configuration — смена настроек некоторых портов и контролеров:

Serial Portl Address — смена адреса COM-порта;
Parallel Port Address — смена адреса LPT-порта;
Parallel Port Mode — смена режимов параллельного (LPT) порта и адресов некоторых других портов.

USB Configuration — смена работы (например, включение/отключение) USB-интерфейса.
PCIPnP — менять не рекомендуется.
POWER — смена настроек питания. Для нормальной работы необходимо выставить «стрелками» и кнопкой «Ввод» в пунктах:

Suspend Mode — Auto.
ACPI 2.0 Support — Disabled.
ACPI APIC Support — Enabled.
APM Configuration — изменять нежелательно.
Hardware Monitor — корректировка общего питания, оборотов кулеров и температуры.

Понравилась статья?

Лайк автору 0

Добавить комментарий