Was ist eine Erweiterungsplatine?
Erweiterungsplatinen sind Platinen, die an eine PC- oder CPU-Platine angeschlossen werden, um neue Funktionen zu realisieren oder deren Funktionalität zu erweitern.
Erweiterungsplatinen werden manchmal auch als Platinen bezeichnet, die aus demselben Grund zur Hauptplatine hinzugefügt werden, auf der der in das Gerät integrierte Ein-Chip-Mikrocontroller montiert ist.
Kommerziell erhältliche PC- und CPU-Platinen sind für die allgemeinen Bedürfnisse der Welt spezifiziert und können nicht in einer Weise verwendet werden, die darüber hinausgeht. In manchen Fällen reichen die eingebauten Funktionen allein nicht aus, um die Situation zu bewältigen. In solchen Fällen sind Erweiterungsplatinen nützlich.
Anwendungen von Erweiterungsplatinen
Erweiterungsplatinen, die in PCs und CPU-Platinen verwendet werden, werden im Allgemeinen direkt auf die Hauptplatine gesteckt, auf der die CPU montiert ist. Traditionell wurde der PCI-Bus als Schnittstelle auf der Hauptplatine verwendet, aber dieser wurde inzwischen durch PCI-Express, eine schnellere Busschnittstelle, ersetzt.
Erweiterungsplatinen sind äußerst vielfältig und umfassen E/A-Karten zur Erweiterung der Ein- und Ausgänge, LAN-Karten für Ethernet-Verbindungen, USB-Erweiterungskarten für zusätzliche USB-Anschlüsse, Grafikkarten für eine schnellere Grafikwiedergabe, Soundkarten für eine verbesserte Audioausgabe und sogar TV-Tuner-Karten für den Empfang von Fernsehsendungen auf dem PC.
Funktionsweise der Erweiterungsplatinen
In der Regel verfügen nur Desktop-PCs über einen PCI-Bus oder PCI-Express als freien Steckplatz auf der Hauptplatine zum Anschluss von Erweiterungsplatinen. Laptop-PCs sind grundsätzlich nicht in der Lage, Erweiterungsplatinen zu montieren, da es physikalisch schwierig ist, diesen Steckplatz bereitzustellen.
Erweiterungsplatinen sind nicht nur für Hardware nützlich. Mit Ausnahme von generischen USB-Erweiterungsplatinen müssen Gerätetreiber und – je nach Erweiterungsplatine – auch Dienstprogramme paarweise verwendet werden.
1. USB-Erweiterungskarte
Die USB-Erweiterungskarte ist eine der am häufigsten verwendeten Erweiterungsplatinen. Zum Zeitpunkt des Kaufs haben die USB-Anschlüsse an PCs in der Regel eine Standardgröße, bekannt als TYPE-A. Die Anzahl ist jedoch begrenzt und es besteht ein Mangel an USB-Anschlüssen, um verschiedene Peripheriegeräte über TYPE-A anzuschließen.
Die Anzahl der USB-Anschlüsse ist jedoch begrenzt und kann beim Anschluss verschiedener Peripheriegeräte über den USB-Anschluss unzureichend sein, so dass es sinnvoll ist, eine Erweiterungsplatine zu verwenden, um den TYPE-A-Anschluss weiter zu vergrößern.
Darüber hinaus wird heutzutage häufig ein USB-Anschluss verwendet, der als TYPE-C bekannt ist. Dieser Typ wird bevorzugt, weil er in beide Richtungen, nach oben oder unten, eingesteckt werden kann und kompakt ist. Manchmal werden Erweiterungskarten verwendet, um diesen TYP-C bereitzustellen.
2. IO-Erweiterungsplatine
Eine besondere Art von Erweiterungsplatinen ist die IO-Erweiterungsplatine. Je nach Produkt erfasst diese Art von Erweiterungsplatine analoge Informationen wie Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit, wandelt sie in A/D um und gibt sie dann an die CPU weiter.
Weitere Informationen zu Erweiterungsplatinen
1. PCI
Dies ist eine Abkürzung für “Peripheral Component Interconnect”, einen Hochgeschwindigkeits-Busstandard. Dieser Standard wird nicht nur für Erweiterungssteckplätze, sondern auch als Teilbus ohne Computer verwendet. Es gibt zwei Busgeschwindigkeiten, 33 MHz und 66 MHz, aber 33 MHz ist der Standard für 32-Bit-PCI, der normalerweise verwendet wird.
2. PCI-Express
PCI-Express ist eine universelle Verbindungstechnologie, die PCI im Jahr 2002 als Standard abgelöst hat. Für 2019 wurde ein Standard für Kommunikationsgeschwindigkeiten von 32 Gbit/s spezifiziert und es werden noch höhere Geschwindigkeitsstandards in Betracht gezogen. Die Zahl der Schnittstellen mit PCI Express nimmt zu.
Der Standard wird auch in der Luftfahrt- und Automobilbranche verwendet. Um die Übertragungsgeschwindigkeit des PCI-Busses zu erhöhen, wurden höhere Taktgeschwindigkeiten und Erweiterungen der Busbreite in Betracht gezogen. Die höheren Taktgeschwindigkeiten brachten jedoch Herausforderungen mit sich, wie die Schwierigkeit, Karten zu entwickeln, die die Daten auf den Datenleitungen mit dem Takt synchronisieren können. Der neu entwickelte Standard ist PCI Express.