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21.04.1995

Erweiterungskarten/Technik wird anwenderfreundlicher PC Card - der Zungenbrecher PCMCIA hat endlich ausgedient

Von Fereydun Khanide*

Eine den Desktop-PCs vergleichbare Leistung eroeffnet Mobil-PCs voellig neue Benutzergruppen. Dabei stellt eine jede andere Anforderungen an die Funktionalitaet des Geraets. Die oft gegensaetzlichen Anforderungen - Miniaturisierung der Geraete, Erhoehung ihrer Robustheit, Ausbau der Funktionalitaet - erfuellen sie in nahezu optimaler Weise durch die kreditkartengrossen PCMCIA- Erweiterungskarten.

Es kann nicht ueberraschen, wenn dem Marktforschungsunternehmen Dataquest zufolge im vergangenen Jahr bereits 86 Prozent aller neu ausgelieferten Mobilcomputer mit mindestens einem Einschubschacht fuer PCMCIA-Karten ausgestattet waren. So hat sich auch der Notebook-Marktfuehrer Toshiba dafuer entschieden, alle neuen Geraete mit PCMCIA-Slot auszuruesten.

Obwohl von der Soundkarte ueber die digitale Kamera bis hin zum Funkmodul im 2,4-Gigahertz-Bereich ein aeusserst breites Spektrum abgedeckt wird, konzentrieren sich die tatsaechlich verkauften Karten in drei Bereichen. Von den laut Dataquest weltweit abgesetzten 14 Milliarden Karten diente insgesamt fast jede zweite als Adapter zum Einklinken in ein lokales Netzwerk, ein Drittel waren Massenspeicher (Flash, SRAM oder Festplatte), und zirka 15 Prozent Faxmodems.

Allerdings klagen einzelne Hersteller schon jetzt ueber den Preisverfall, der ihnen sinkende Umsaetze und Gewinne beschert. Die immer zahlreicheren Anbieter in diesem Segment verschaerfen den Konkurrenzdruck, was sich allein schon an der Zahl der offiziellen Mitglieder im PCMCIA-Konsortium ablesen laesst; mittlerweile sind es mehr als 500.

Auch fuer PCMCIA-Festplatten und -Flash-Speicher erwarten Marktanalysten einen Hoehenflug. Waehrend sich die Verkaeufe fuer herkoemmliche Festplatten-Cartridges und kleine optische Laufwerke in den naechsten drei bis vier Jahren laut Branchenkennern lediglich etwa verdoppeln werden, soll sich der Absatz von Flash- Memory und den rotierenden Scheiben im PCMCIA-Format im selben Zeitraum auf jeweils ueber vier Millionen Stueck verzehnfachen. Der Preis pro MB wird dabei in etwa auf das Niveau heutiger Festplatten sinken, die Kapazitaet dagegen duerfte drastisch steigen.

Derzeit besitzen PCMCIA-Festspeicher eine Kapazitaet von bis zu 40 MB, Festplatten im PCMCIA-Typ-III-Format fassen maximal 170 MB, und sogar eine Typ-II-Festplatte mit einer Bauhoehe von nur fuenf Millimetern, die immerhin 80 MB enthaelt, ist verfuegbar. Diese Datenmengen lassen sich durch den Einsatz entsprechender Kompressionssoftware nochmal jeweils fast verdoppeln.

Waehrend auf der Hardwareseite kaum Wuensche offenbleiben, sind bei der entsprechenden Systemsoftware noch Verbesserungen notwendig. Zwar stellt der Einschub einer PCMCIA-Karte in ihren Slot heutzutage kein gar so grosses Abenteuer mehr dar wie in den Pioniertagen, als man sich fast sicher sein konnte, dass Karte und PC erst nach umfangreichen Treiberinstallationen und - konfigurationen Karte und PC zusammenarbeiten wuerden. Doch das Zuverlaessigkeitsniveau etwa bei Disketten, bei denen es auch keine Rolle spielt, von welchem Hersteller sie stammen und in welcher PC-Marke sie stecken, ist noch nicht erreicht.

Durch mehrere Massnahmen will man die noch bestehenden Unzulaenglichkeiten jedoch aus dem Weg raeumen und dem Ideal einer vollstaendigen "Compliance and Interoperability" moeglichst nahe kommen. So wurde im letzten Jahr eine eigene Arbeitsgruppe gegruendet, die sich dieses Themas annahm. Auch werden Hersteller von PC-Karten dazu gedraengt, die vorgegebenen Spezifikationen aeusserst penibel einzuhalten.

Einen weiteren Vorstoss startete das PCMCIA-Mitglied Award, das sich bislang vor allem als BIOS-Hersteller einen Namen gemacht hat. Award entwickelte die nunmehr in der Version 2.5 vorliegende "Cardware", eine mit zirka 300 verschiedenen PCMCIA-Karten getestete Software, die eigene Card- und die Socket-Services enthaelt und PCMCIA-Karten der meisten Hersteller relativ zuverlaessig erkennt. Award bietet allen Unternehmen an, Muster ihrer Entwicklungen einzusenden und kostenlos auf die Vertraeglichkeit mit Cardware testen zu lassen.

Einfluss auf die Kompatibilitaetsfrage duerfte auch das Ende letzten Jahres vorgestellte neue PCMCIA-Release 3.0 ausueben. Der fuer viele unaussprechliche Name "Pissiemmssiaieyh" wurde nun durch die Bezeichnung "PC Card" ersetzt, und auch die Unterscheidung zwischen "PCMCIA" und dem identischen "Jedia"-Standard des japanischen Industrieverbands entfiel.

Neben dieser eher kosmetischen Massnahme fanden im technischen Bereich fundamentale Modifikationen und Erweiterungen statt.

Der neue Standard unterstuetzt zusaetzlich Karten, die mit einer Betriebsspannung von 5 Volt arbeiten, uneingeschraenkt auch 3,3- Volt-Erweiterungskarten. Da die meisten der heutigen Notebooks, Notepads und PDAs im Zuge der groesstmoeglichen Schonung ihrer Batterien auf Bauteile mit niedriger Versorgungsspannung setzen, war dies ein laengst ueberfaelliger Schritt.

Der neue Standard stellt zugleich sicher, dass weder eine Karte noch die PC-Plattform Schaden nimmt, wenn ein Board aus Versehen in den Slot eines Computers mit der "falschen" Betriebsspannung eingeschoben wird. Release 3.0 ist dabei offen fuer kuenftige Entwicklungen, die fuer PCs und deren Komponenten eventuell noch niedrigere elektrische Leistungsaufnahmen vorsehen.

Die Lebensdauer der Batterien erhoeht im neuen Standard ein Power- Management, wie es bei Monitoren und Festplatten laengst gang und gaebe ist: In Abhaengigkeit vom Aktionszustand des Host-Rechners suspendiert es (Teil-)Aktivitaeten der Karte, um den Stromverbrauch zu senken und dadurch die Betriebsdauer des Geraets mit einer Akkuladung zu erhoehen.

Die Faehigkeit zum direkten Zugriff auf externe Speicherbereiche unter Umgehung des Prozessors (DMA = Direct Memory Access) ist nun ebenfalls vorgesehen. Mussten PCMCIA-Produkte wie Sound- oder Netzwerkkarten diese Eigenschaft bislang softwareseitig emulieren, legt die CPU die notwendigen Parameter nunmehr nur zu Anfang einer Datenuebertragung fest, den Rest uebernehmen externe Bausteine.

Eine Steigerung der Schreib-Lese-Geschwindigkeit auf eine Rate von bis zu 132 MB/s (bei einer Taktfrequenz von 33 Megahertz) ist ueber eine "32-Bit-busmastering"-Schnittstelle moeglich. Dieser "Cardbus" bietet einen schnellen Bus mit hoher Bandbreite zur Uebertragung zwischen CPU und Peripheriebausteinen. Damit wird die Entwicklung neuer Karten angeregt, bei denen man auf hohe Uebertragungsraten angewiesen ist. Dazu gehoeren Videoanwendungen, 100-Mbps-Ethernet und Hochgeschwindigkeits-Massenspeicher im PC-Card-Format.

Den zunehmend hoeheren Anforderungen der Anwender in puncto Funktionsvielfalt begegneten die PC-Hersteller, indem sie ihren Mobilrechnern immer mehr PCMCIA-Einschuebe mit auf den Weg gaben. Reichte zu Beginn der Entwicklung in der Regel zunaechst ein Slot aus, verfuegten viele Notebooks und Pen-Computer schon bald ueber zwei Einschuebe des Typs II, die so uebereinander angeordnet sind, dass sich alternativ eine Typ-III-Karte einschieben laesst.

Der stiftbasierte "Stylistic 500" von Fujitsu Personal Systems wartet mit drei PCMCIA-Slots auf, und die Spitze stellt HPs "Omnibook" mit gleich vier solchen Einschueben dar. Um dieser Entwicklung gerecht zu werden, sieht Release 3.0 Multifunktions- I/O-Karten vor, die mehrere Funktionalitaeten und Applikationen vereinen. So koennte eine einzige "Kommunikations"-Karte gleichzeitig Faxmodem und LAN-Anschluss darstellen oder simultan Soundkartenfunktionen bieten und eine SCSI-Schnittstelle bereithalten.

Die Neuerungen des Release 3.0 haben jedoch einen Haken: Noch sind die vorhandenen Rechner nicht auf die neuen Features eingestellt. Eine erweiterte "Card Information Structure" soll beispielsweise dafuer sorgen, dass sich eine PC Card und der Host-Computer besser miteinander verstaendigen koennen, um den Traum von Interoperabilitaet und "Plug and play" endlich Wirklichkeit werden zu lassen. Bis jedoch die geeigneten Treiber und Notebooks mit entsprechendem PC-Card-Slot verfuegbar sein werden, um sich dieses Merkmal voll zunutze zu machen, duerften noch einige Monate vergehen.

Immerhin garantieren die PCMCIA-Verantwortlichen, dass die Rueckwaertskompatibilitaet gewahrt bleibt: Wer heute Geld in PCMCIA- Karten investiere, koenne diese auch in Zukunft uneingeschraenkt nutzen - ebenso wie das Basic-Programm des IBM-PCs von 1984 zehn Jahre spaeter auch auf einem Pentium-Rechner laeuft.

PCMCIA-Geschichte

1989: Gruendung von PCMCIA

September 1990: Release 1.0 wird veroeffentlicht

Oktober 1991: Gruendung der europaeischen Sektion von PCMCIA

September 1991: Release 2.0 wird veroeffentlicht

Anfang 1992: Beginn der Standardisierung der Card und Socket Services

Herbst 1992: Auf der Comdex stellen 60 Firmen mehr als 100 Produkte vor Maerz 1993: PCMCIA-Gallery erstmalig auf der CeBIT in Hannover

Juli 1993: Release 2.1 mit einigen technischen Aenderungen wird freigegeben

Mai 1994: Eroeffnung des Bueros des "European Chapter" in Bruessel

Juli 1994: Mehr als 90 europaeische Firmen aus Europa sind PCMCIA- Mitglied

7. November 1994: Release 3.0 (Codename "Berlin Release") wird freigegeben

Mitgliedschaft im PCMCIA-Konsortium

Executive Members entscheiden ueber die weitreichende strategische Planung in Sachen PCMCIA. Derzeit werden neun der 14 Vorstandssitze von Executive Members belegt. Der Jahresbeitrag betraegt 10 000 Dollar.

Associate Members bilden das Rueckgrat von PCMCIA und stellen vor allem durch ihre aktive Mitarbeit in Fachgruppen die treibende Kraft fuer die Weiterentwicklung der Technologie dar. Der Mitgliedsbeitrag belaeuft sich auf 2500 Dollar pro Jahr.

Affiliate Members haben kein Stimmrecht, werden aber regelmaessig ueber Entwicklungen und Aktivitaeten der Komitees informiert. Der Jahresbeitrag sind 1000 Dollar.

ICC (Individual Company Contact) ist als Mitgliedschaft fuer international operierende Firmen gedacht, die ueber PCMCIA- Aktivitaeten auf dem laufenden gehalten werden. Jahresbeitrag: 395 Dollar.

Pissiemmssiaieyh-Fachchinesisch

Card Information Structure (CIS): auf jeder PCMCIA-Karte enthaltene Datenstruktur mit Informationen ueber Format und interne Organisation der Karte.

Card Services: Software-Ebene zwischen Socket Services und Geraetetreibern beziehungsweise Benutzerapplikationen.

Hot Injection (Hot Swapping): Bezeichnung fuer die Moeglichkeit, Karten waehrend des laufenden Betriebs austauschen zu koennen, ohne den Host-Rechner vorher ausschalten oder hinterher neu booten zu muessen.

Metaformat: legt Inhalt, Gestaltung und Interpretation der Card Information Structure fest.

PCMCIA: Abkuerzung fuer Personal Computer Memory Card International Association.

Release: Versionsnummer der PCMCIA-Norm.

Socket Services: Software-Ebene direkt ueber der Hardware, die deren spezielle Eigenheiten gegenueber hoeheren Softwareschichten abschirmen und eine standardisierte Schnittstelle bieten soll.

Typ: Vom Release 2.x existieren drei Kartentypen, die sich ausschliesslich in der Staerke des Kartenkoerpers (3,3, 5,0 und 10,5 mm) unterscheiden.

XiP: Abkuerzung fuer "Execute in Place". Bezieht sich auf die Eigenschaft, Programmcode direkt von einer PCMCIA-Karte ausfuehren zu koennen, ohne das Programm zuerst in den Hauptspeicher laden zu muessen.

* Fereydun Khanide ist Geschaeftsfuehrer der Unternehmens Penplan Consulting in Muenchen.