Advanced Configuration & Power Interface (ACPI) Nedir? Advanced Configuration & Power Interface (ACPI) spesifikasyonu, Tak ve Çalıştır fonksiyonelliğini taşınabilir, masaüstü ve sunucu sistemler için birleştiriyor. Microsoft'un Operating System Directed Power Management (OSPM) tanımlamasındaki kilit özelliklerden birisidir. OSPM ile, işletim sistemi ne zaman güç tasarrufuna geçileceğine ve BIOS da nasıl güç tasarrufu yapılacağına karar verir. Bu iki parça, azami güç tasarrufu için birlikte çalışır. ACPI nedir? ACPI, anakart aygıtlarının özelliklerini yönetmek için işletim sistemi tarafından kullanılan donanım ve yazılım arabirimlerini tanımlar. ACPI, APM ve PnP'den iki temel özellik ile ayrılır: - BIOS tarafından sunulan destek kodu, saf assembly kodu yerine AML (ACPI Machine Language) ile yazılmıştır. - BIOS, güç yönetimi ve kaynak yönetimi için kuralları ve gecikmeleri belirlemez. ACPI neden önemli? Advanced Power Management (APM) ve Plug and Play (PnP) yerine ACPI kullanmak, aşağıdakiler gibi bazı avantajlar sağlayacaktır: - Taşınabilir, masaüstü ve sunucu sistemlerdeki aygıtlar ve güç yönetimi için güçlü bir PnP ortamı - ACPI'nin Microsoft'un olmayan işletim sistemlerinde de gelişmesine izin veren açık bir İşletim Sistemi Mimarisi. Bu mimari ayrıca ACPI uyumlu işletim sistemlerinin standart olmayan donanımla çalışması için de ortam sağlar. - Yeni ürünler ortaya çıkması için yepyeni imkanlar - ACPI dili kullanılarak geliştirici tarafından tanımlanan kontrol yöntemleri ACPI desteği; NT 5.0 (Windows 2000), Windows/PC 97 ve 98, Sunucu 97 ve 98 ve OnNow Sertifikası için gereklidir. NT'nin eski sürümleri, güç yönetimi desteği barındırmamaktadır. NT çalıştıran ACPI uyumlu sistemler, ACPI güç yönetiminin enerji tasarrufu avantajlarından yararlanamazlar. Phoenix, Microsoft'taki NT 5.0 ve Win 98 geliştirme takımlarının aylardır kullandığı ACPI uyumlu bir BIOS'a sahiptir. ACPI donanım arabirimi, işletim sistemine, önceden BIOS'da bulunan iki tip fonksiyonellik sunar:
- System Management Interrupt (SMI) yerine System Control Interrupt (SCI) isimli normal bir kesme (interrupt) kullanan sistem kontrol olaylarının kontrol ve tesbiti - Sistem güç durumunun kontrolü ACPI nasıl tasarlanmıştır? ACPI Spesifikasyonu'ndan alınmış olan aşağıdaki şekil, çeşitli sistem öğelerini göstermektedir: (ACPI 1.0 Spesifikasyonu Şekil 1-1, Intel/Microsoft/Toshiba, 1996) Noktalı çizgi ile işaretlenmiş alanlar, ACPI 1.0 spesifikasyonunda tanımlanmıştır.
Sistem BIOS'u (sunulan standart ve ACPI fonksiyonlarını belirtmek için iki parça olarak gösterilmiştir), bir veya birden çok tanımlı tabloda platformun donanım arabirimi için detayları sunmaktadır. Bu tablolar, BIOS'a dahil edilmek için, ACPI Source Language (ASL) ile yazılmış ve ACPI Machine Language (AML) tipinde derlenmiştir. Bir Windows sürücüsü olarak tanımlanmış ACPI yazılım arabirimi, işletim sisteminin sistem BIOS'undaki farklı tabloları bulması için yollar sunar. BIOS'a, çalışma anında dinamik olarak değiştirilebilen tablolara izin veren yeni bir özellik eklenmiştir. Bu özellik, BIOS ROM'undaki tabloların, işletim sistemi tarafından işlenmeden önce değiştirilmesine izin verir. ACPI destekleyen bir sistem, aşağıdaki öğelerin hatasız çalışmasına ihtiyaç duyar: - System Management Mode (SMM) - yeteneğine sahip CPU - SMM - yeteneğine sahip çipset - ACPI - yeteneğine sahip destek mantığı Sonuncu anahtar gereksinim, işletim sisteminin ACPI destekleyecek kapasitede olmasıdır. Microsoft işletim sistemlerinin hepsinin çok yakında ACPI destekli olacak olmasına karşın; UNIX, LINUX, OS/2 ve diğer birçok işletim sistemi yakın zamanda ACPI'ye destek verecek gibi görünmemektedir (LINUX'un son çekirdeklerinde deneysel olarak ACPI desteği bulunmaktadır). Sistem üreticileri bu tip kullanıcılara da güç yönetimi sağlamak istiyorsa, eski tip BIOS güç yönetimi de barındırılmalıdır. Olaylar ACPI uyumlu donanım, işletim sistemini; bir "olay" yaratarak, güç yönetimi ve kaynak yönetimi gibi konularda haberdar edebilir. Olaylar, ACPI sürücüsü tarafından yönetilen SCI (System Control Interrupt) adlı özel bir kesme yaratır. ACPI Ağacı Bütün ACPI donanım ve özellikleri, bir ağaç yapısı şeklinde organize edilmiştir. Ağaç, işletim sisteminin aygıtlarla nasıl haberleşeceğini göstermektedir. Ağaçta nesnelerin altında bulunan nesneler, çocuklar olarak adlandırılır. Ağaçın başlangıcı da kök olarak adlandırılır. İşletim sistemi, gerekli gördüğü bir durumda güç kesmeye gideceğinde, ağacın en alt kısmından başlamalıdır. Yani çocuklar, babalarından önce güçten kesilmelidir. APM ile ACPI arasındaki farklar nelerdir? BIOS'a dayanan bu eski güç yönetimi, bir aygıtın güç kesilmesine gerek olacak kadar uzun süre işsiz kalıp kalmadığına karar verir. İşletim sisteminden konuyla ilgili bilgi gelmediğinden, enerji tasarrufu optimize edilemez. Microsoft, APM'yi duyurduğunda, işletim sistemi de, tam olmasa da, güç yönetimi kararlarına katılabilecek hale geldi.
Şimdi ACPI ile, sistem aygıtlarının güç yönetimi, BIOS'tan donanım ve işletim sistemine aktarılıyor. ACPI, uyku durumu için 3 alt durumla birlikte, dört ana güç seviyesi sunar. - APM Durumları: - Aktif - Kullanıma Hazır (Stand By) - Askıda (Suspend) - Kapalı - ACPI Durumları: - S0=Açık - S1-3=Uyku - S4=Yazılımsal Kapalı - S5=Kapalı ACPI BIOS tabloları, bu durumların her aygıt için ne anlama geldiğini tanımlar. İşletim sistemi de, ne zaman bir aygıtın ya da tüm sistemin bir durumdan diğer bir duruma geçeceğini belirler. ACPI, Tak ve Çalıştır fonksiyonelliğini nasıl destekler? Bir ACPI tanımlamasında, entegre BIOS, tam bir PnP (Plug and Play) ve bir ACPI BIOS gibi davranır. Sistem, boot anında, PnP modunda mı, yoksa ACPI modunda mı çalışacağını belirler. ACPI BIOS, donanımın spesifik konfigürasyonlarının ve özelliklerinin işletim sistemiyle nasıl haberleşeceği konusunda gerekli bilgiye sahiptir. ACPI temel desteği aşağıdakileri içerir: - POST - Power on Self Test süresinde ACPI tablo kurulması/modifikasyonu - MCD - Anakartın Konfigüre Edilebilir Aygıtlarının POST'u sırasında entegrasyon - Çipset - ACPI'ye özel ek servisler - SMM - OS Servisleri, Genel Kilit, Phoenix Servisleri, Disk'e Kayıt - Build - İşlemi; ACPI tablolarını, yeni kuralları ve kurulabilir opsiyonları destekleyecek şekilde değiştirme Windows 95 ve diğer ACPI desteği bulunmayan platformları çalıştırmak için sistemler, eski Güç Yönetimi ve PnP fonksiyonelliğini desteklemelidir. Bu geriye uyumluluk, en az
iki yıl daha gerekli olacaktır. BIOS için sadece ACPI desteği sunulmasına karşın, entegre ACPI/Geriye Uyumlu BIOS, birçok üreticinin uzun süre daha birinci seçimi olacaktır. ACPI Desteği ve Logo Gereksinimleri Microsoft, ACPI desteğine 1 Nisan 1998'den beri gereksinim duymaktadır. Asgari gereksinimler, ACPI Spesifikasyonu (Sürüm 1.0), Bölüm 1.7 - OSPM/ACPI Sistemler için Asgari Gereksinimler kısmında belirtilmiştir. Aşağıda parantez içerisinde gösterilen bölüm numaraları, ACPI Spesifikasyonu'nda ilgili özelliğin tanımlandığı bölümü belirtir. Not: Yazılımsal gereksinimler yıldız (*) ile belirtilmiştir. - Güç yönetim zamanlayıcısı - 3.579 MHz (4.7.2.1) - Güç veya uyku düğmesi (4.7.2.2) - Gerçek zamanlı saat uyanma alarmı (4.7.2.4) - En az bir uyku durumunun tanımlanması, S1-S3 ( 9.1) - Masaüstü sistemler sadece S1'i (*) tanımlayabilirler. - SCI üreten kesme olaylarınin ve GP_STS (General Purpose Register - Block_Status) registerlarının tanımlanması (4.7.4.3) - BIOS'ta sunulan bir Açıklama Tablosu. (5.2)* - Sistemi şartsız olarak tekrar başlatmak ya da kapatmak için kullanıcı tarafından ulaşılabilen kurtarma mekanizması. Asgari Gereksinimler PC '97 ve PC '98 Tasarım Kılavuzu kriterinde, asgari ACPI desteği gereklidir. Yukarıdaki listenin de belirttiği gibi, birkaç zorunlu ACPI gereksinimi bulunmaktadır. Bu özellikleri ve onların değişik PC platformlarında yarattıkları etkiyi anlamak gereklidir. Asgari ACPI gereksinim seviyesinde çalışan dizüstü sistemler, birçok bilinen özellikten yoksun olacaklar. ACPI spesifikasyonunun asgari sistem gereksinimleri, kötü güç yönetimine sahip dizüstü bir PC yaratacak ve bazı aygıt desteğinden yoksun bırakarak sistemin esnekliğini azaltacaktır. Ek olarak, asgari gereksinimler, mevcut dizüstü sistemlerde bulunan, hafızaya ve diske kaydı desteklememektedir. Asgari ACPI gereksinimleri, birden çok bataryaya da destek vermemektedir. Masaüstü ve sunucu piyasasında ise bu asgari gereksinimler daha gerçekçi. 1000$'ın altında satılan düşük fiyatlı PC'ler, bu özelliklerin ilk adayları olacak. Asgari güç yönetimi ve aygıt seviyesinde OS yönetimi, bu platformlar için tamamıyle kabul
edilebilir. Sunucular da, dizüstüler kadar gelişmiş güç yönetimi ve tak-çalıştır fonksiyonelliğine ihtiyaç duymuyorlar. Asgari ACPI gereksinimleri desteğiyle sistem satan sistem üreticilerinden, sistem çeşitliliği de beklenmemektedir. Masaüstü ve sunucu ürünlerini, dizüstülerin gelişmiş güç yönetimi ve aygıt esnekliği seviyesine çıkarmak için, tasarımcılar daha fazla fonksiyonelliğe ihtiyaç duyacaklar. LogoPlus ACPI, güç yönetimi ve aygıt konfigürasyon yeteneklerine sahip ASL kodunu sunar. LogoPlus, aşağıdaki fonksiyonları destekler: - Güç yönetimi zamanlayıcısı - Bir güç ve/veya bir uyku düğmesi - Gerçek zamanlı saat uyanma alarmı - Sistem uyku durumları: S1 ve S2 - BIOS'ta SCI ve GP_STS register desteği - BIOS'ta DSDT desteği - Sistemi kapatmak ya da baştan başlatmak için kurtarma mekanizması Gelişmiş ACPI elişmiş ACPI, LogoPlus'ın sunduğundan daha öte güç yönetimi ve aygıt konfigürasyon yeteneklerine sahip ASL kodunu destekler. Gelişmiş ACPI, aşağıdaki fonksiyonları destekler: - Güç yönetimi zamanlayıcısı - Bir güç ve/veya bir uyku düğmesi - Gerçek zamanlı saat uyanma alarmı - Sistem uyku durumları: S1, S2, S3 ve S4 - BIOS'ta SCI ve GP_STS register desteği - BIOS'ta DSDT desteği - Sistemi kapatmak ya da baştan başlatmak için kurtarma mekanizması - Aygıt güç yönetimi - SMI yönetimi için Phoenix servisleri - Aygıt konfigürasyonu (docking, PC Cards, swappable bays) - ACPI gömülü kontrol aygıtı
- Termal alan yönetimi - Çoklu CPU desteği - Çoklu PCI veri yolu desteği - Olay ile uyanma desteği - USB aygıt aktivitesi ve LAN/modem aktivitesi ACPI Gömülü Kontrol Aygıtı Desteği Gömülü Kontrol Aygıtı için en popüler iki yaklaşımlardan ilki, hem Gömülü Kontrol Aygıtı, hem de Klavye Kontrol Aygıtı (KBC) için çift portlu tek kontrol aygıtı kullanmaktır. Diğeri ise, birisi Klavye Kontrol Aygıtı için, birisi de ACPI için iki ayrı çip kullanmaya dayanır. KBC ile Gömülü Kontrol Aygıtı - Tek Kontrol Aygıtı Çözümü Avantajları: - Aynı platformda ACPI olan ve olmayan sistem yönetim özelliklerini desteklemek için asgari donanım modifikasyonu - Enerjiden tasarruf - Düşük maliyet - Daha az yer Desteklenen Kontrol Aygıtları: - Mitsubishi 38813/38867/38869 - Hitachi H8/3434 - National Semiconductor PC87570 Gömülü Kontrol Aygıtları için Ayrı Çipler - Çift Kontrol Aygıtı Çözümü Avantajları: - Mevcut KBC aygıt yazılımını değiştirmeye gerek duymaması - Ek sistem kontrol özellikleri için daha çok I/O portu Desteklenen Kontrol Aygıtları: - Mitsubishi 38813/38867/38869 - Hitachi H8/3434 - National Semiconductor PC87570