Computerbegriffe leicht gemacht

PCMCIA

Zunächst die Auflösung dieser Buchstabengruppe, die natürlich wieder für etwas Englisches steht:
Personal Computer Memory Card International Association

Die 1990 gegründete Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) ist Namensgeber eines Standards für Erweiterungskarten mobiler Computer. Diese Karten sind unter den Namen PCMCIA-Karte oder PC Card bekannt. PCMCIA-Karten arbeiten stromsparend und unterstützen Hot-Plug, sind also im laufenden Betrieb wechselbar. Da alle zur automatischen Konfiguration des Treibers nötigen Eigenschaften der Karte auf dieser in der Card Information Structure (CIS) abgelegt sind, ist ebenfalls Plug and Play möglich.

PC-Card und der Nachfolger ExpressCard

Der erste vom Standardisierungsgremium erarbeitete Standard (PCMCIA Standard Release 1.0) war auf die Nutzung von PCMCIA-Karten als Speichererweiterungen ausgerichtet und wurde 1990 verabschiedet. Schon 1991 wurde jedoch Release 2.0 der Spezifikation veröffentlicht, die nun auch Protokolle für die Nutzung der PCMCIA-Karte als mobiler Datenspeicher und zur Bereitstellung von Kommunikationsschnittstellen enthielt. Im Jahr 1993 schließlich wurden die Spezifikationen für Release 2.1 nochmals überarbeitet.

Mit der Einführung des CardBus-Standards (PC Card Standard 5.0) 1995 wurden PCMCIA-Karten erstmals offiziell als PC-Karte (engl.: PC Card) bezeichnet. Inzwischen hat sich der Begriff PC Card schon allein wegen der im Gegensatz zur Abkürzung PCMCIA einfacheren Vermarktung durchgesetzt. Der PCMCIA-Standard hat damit bis jetzt drei verschiedene Unterstandards definiert:

  1. PC Card 16: 8- bzw. 16-Bit-Datenbus.
    Die mit diesem Kartentyp erzielbaren Datenraten entsprechen etwa der von 16-Bit-ISA-Karten (etwa 16 Mbyte/s). Diese Karten können mit 5 oder 3,3 Volt betrieben werden.

  2. CardBus: 32-Bit-Datenbus.
    Gegenüber PC Card 16 besitzen sie einen zusätzlichen, meist goldenen Kontaktstreifen auf der Oberseite. Das Protokoll von CardBus-Karten ist an PCI angelehnt, der Bustakt liegt bei 33 MHz und ist damit mit PCI-Karten vergleichbar (max. 132 Mbyte/s). CardBus-Karten werden stets mit 3,3 Volt betrieben. Sie erlauben Busmastering, was die Prozessor-Belastung während der Datenübertragung verringert.

  3. CardBay
    Eine Erweiterung der PCMCIA-Spezifikation aus dem Jahr 2001. Man wollte eine Kompatibilität mit USB und IEEE 1394 (FireWire) herstellen, aber das Vorhaben wurde nicht vollständig umgesetzt. Stattdessen wurde die Entwicklung der ExpressCard verstärkt. Es gibt nur wenige Notebooks (mit Controllern von TI oder O2Micro), die CardBay unterstützen.

Wie sehen diese Steckkarten aus?

Es existieren drei verschiedene Bauformen, die alle 85,6 mm 54,0 mm messen, sich aber in ihrer Dicke unterscheiden:

Es ist also erkennbar, dass wir zum Einsatz dieser Steckkarten den PC oder den Laptop bzw. das Notebook nicht zerlegen müssen. An der Gehäuse-Außenseite ist ein entsprechend ausgelegtes Fach, an dessen rechter Seite eine Taste angebracht ist. Ist keine Karte im Gerät, sollte man die Taste eingedrückt lassen und nun die PCMCIA bzw. Express-Card einschieben. Fertig! Zum Herausziehen drückt man den Taster ein, der dann hochspringt und jetzt durch Niederdrücken die Möglichkeit bietet, die Express-Card heraus zu drücken.

Die Technik ist voll abwärtskompatibel. Dies ist wunderbar, denn wer einen alten Laptop hat und hier weitere USB-Anschlüsse benötigt, kann sich eine Express-Card mit 2 USB-Anschlüssen kaufen. Allerdings muss man schon ein wenig aufpassen: Slots für CardBus-Karten können also auch 16-Bit-Karten betreiben, aber nicht umgekehrt. Typ-II-Slots nehmen auch Typ-I-, aber keine Typ-III-Karten auf. Die für eine Karte erforderliche Spannung ist über eine Aussparung an der rechten Seite der Stirnseite codiert. So wird verhindert, dass man 3,3-Volt-Karten in Slots betreibt, die 5 Volt liefern. In Slots, die für 3,3-Volt-Karten geeignet sind, könnten auch 5-Volt-Karten gesteckt werden, aber der Kartentreiber wird die Spannung nicht zuschalten. Einige Karten können an 5-Volt- und 3,3-Volt-Slots also mit beiden Spannungen betrieben werden.

PCMCIA-PCI-Adapter

Für Desktop-Computer existieren PCMCIA-Adapter für den PCI-Bus. Diese realisieren den Steckplatz über eine Steckkarte mit separatem PCI-PCMCIA-Controller, unterstützen aber in den meisten Fällen kein Hot-Plug.

Als Nachfolger der 32-Bit-PC-Card wurde von der PCMCIA unter dem Codenamen NEWCARD die ExpressCard entwickelt. Diese gibt es als ExpressCard/34 (34 75 mm, 5 mm dick) sowie ExpressCard/54 (54 75 mm, 5 mm dick). Der Anschluss entspricht der ExpressCard/34, wodurch dieses Modell eine L-Form hat.

Eine ExpressCard/34 ist damit fast um die Hälfte kleiner als eine PCMCIA-Karte der vergangenen Generation. Die ExpressCard kann sowohl die interne USB-2.0-Schnittstelle (480 Mbit/s = 60 MByte/s) oder die PCI-Express-1x-Schnittstelle (1 Lane) benutzen. PCI Express arbeitet in jeder Richtung mit 2500 MBit/s, was wegen der 8b10b-Codierung 250 MByte/s entspricht. Eine PC Card 32 kommt auf 1066 Mbit/s (133 MByte/s). Damit ist die ExpressCard etwa doppelt bzw. sogar vier mal so schnell, wenn eine Duplex-übertragung zustande kommt.

ExpressCards sind nicht abwärtskompatibel zu normalen PCMCIA-Karten. Solche Karten können also nicht ohne weiteres in herkömmlichen CardBus-Slots und vorhandene PCMCIA- bzw. CardBus-Karten in einem ExpressCard-Slot betrieben werden. Es gibt jedoch einen Bridging-Adapter von ExpressCard auf PCMCIA, der das ermöglicht.

Ebenso gibt es unter anderem von verschiedenen Mobilfunk-Providern - Adapter, um Datenkarten im ExpressCard/34-Format und mit USB-Interface in einem PC-Card-Slot zu betreiben. Diese enthalten einen Interfacekonverter. Karten mit nativem PCI-Express-Interface (etwa Gigabit-Ethernet, eSATA, FireWire) werden von solchen Adaptern nicht unterstützt.

Fazit

Wer sein Notebook oder seinen Laptop mit USB-Anschlüssen oder WLAN oder Bluetooth oder sonstwas aufrüsten möchte, findet hier bei den Express-Cards sicherlich eine elegante Lösung. Kaufen, einstecken und betreiben. Ich denke, so macht die Arbeit am und mit dem PC Spaß.


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