Plug and play что это

Plug and Play и не каких сложностей

Когда вы подключаете к порту USB, например, флешку, то вряд ли вы задумываетесь о том, как так получается, что это, на самом деле, довольно сложное, устройство, почти мгновенно опознается компьютером и становится готовым к работе. А ведь подобная ситуация существовала далеко не всегда. Быстрое подключение устройств стало возможным благодаря появлению в начале 1990-х гг технологии Plug and Play (или, сокращенно, PnP). Еще, казалось бы, совсем недавно компьютерный мир обходился без этой технологии, а теперь она стала для всех нас настолько обыденной, что мы практически ее не замечаем.

Суть технологии PnP

Раньше, до появления технологии Plug and Play, для подключения к системному блоку какого-либо периферийного устройства, неважно, будь то мышь, принтер или внутренняя плата расширения типа звуковой карты, необходимо было вручную осуществлять конфигурирование оборудования. Это означало самостоятельное определение таких параметров, как номера прерывания и прямого доступа к памяти. Также очень часто пользователю требовалось устанавливать джамперы и перемычки на устройстве. Разумеется, подобная ситуация порождала многочисленные проблемы и даже могла привести к выходу устройств из строя.

Технология Plug and Play позволила делать всю рутинную работу по настройке устройств автоматически, за пользователя, попутно экономя ему много времени и сил. Кроме того, технология Plug and Play позволяет подключать устройства «на ходу», без перезагрузки компьютера, а сам процесс распознавания новых устройств занимает всего несколько секунд. Стандарт PnP теперь поддерживают практически все внешние порты и шины компьютера, такие, как USB, PCI, COM, и.т.д.

Немного истории

Словосочетание Plug and Play в переводе дословно означает «Включи и играй» (или «работай» – в зависимости от того, насколько серьезным является предназначение подключаемого устройства). Первой из операционных систем семейства Windows, в которой появилась поддержка этой технологии, была ОС Windows 95. Впрочем, на других компьютерных платформах подобные технологии появились еще раньше. Например, на платформе Mac подобная технология называлась NuBus, а на платформе Amiga – Autoconfig.

Для того, чтобы пользователи любой ОС смогли бы использовать возможности технологии в полной мере, она должна поддерживаться материнской платой компьютера, то есть, ее поддержка должна быть зашитой в системной BIOS. Первая спецификация Plug and Play была разработана в 1993 совместными усилиями таких известных компаний, как Intel, Compaq, Microsoft и Phоenix. Очень быстро технология была принята большинством производителей оборудования. Простые пользователи также очень скоро оценили ее преимущества по достоинству. Позднейшие усовершенствования технологии стали включать поддержку интерфейса ACPI, а вместе с ним и автоматическое управление питанием компьютера.

Принцип работы технологии PnP

Хотя Plug and Play значительно упрощает пользователю работу с компьютером и установку нового оборудования, тем не менее, в своей основе она довольно сложна. Для того, чтобы в полной мере использовать ее преимущества, необходимо, чтобы технология PnP поддерживалась бы следующими компонентами программного и аппаратного обеспечения:

BIOS материнской платы компьютера

1. Самим устройством, которое подключается к нему
2. Операционной системой

Принцип работы технологии в упрощенном виде выглядит так – после включения компьютера и проверки оборудования, до загрузки операционной системы специальная программа, хранящаяся в BIOS, получает от каждого устройства уникальный идентификатор, содержащийся в специальной ячейке памяти устройства, и конфигурирует устройства, необходимые для загрузки системы.

Впоследствии, после загрузки операционной системы, эти идентификаторы также используются для конфигурирования устройств. В ОС Windows конфигурированием занимается специальная служба «Диспетчер устройств». В задачи этой службы входит распределение системных ресурсов и разрешение конфликтов между устройствами. Наибольшим приоритетом пользуются устройства, имеющие более жесткие требования к ресурсам. Также операционная система отслеживает и контролирует процесс «горячего» подключения и отключения новых устройств.

Заключение

Технология Plug and Play призвана облегчить жизнь пользователю, исключить проблемы при подключении внешних устройств к шинам расширения и разъемам компьютера при помощи автоматического конфигурирования нового оборудования и распределения системных ресурсов. При этом ключевым условием полноценного функционирования технологии на компьютере является ее поддержка на уровне BIOS.

Plug n Play: Plug the device and play around

IoT — “Internet of Things” over the last few years has been one of the most discussed technologies wherein most of the big and small technology companies have put their stocks on it. IoT solution for any digital transformation is typically about two big components — device and computing platform (mostly cloud). As IoT proved to be very beneficial in multiple aspects like device management, fault tolerance, productivity growth, easy assembly up-gradation, and many more, there’s a rush to make legacy system IoT enabled. The industry is very focused on integrating devices and the cloud which at this moment is very pinpointed i.e. solutions are developed to focus on integrating one kind of a device family or identical system to the cloud. When this kind of solution is scaled up to support different variants of devices or systems, it results in a lot of engineering effort and re-architecting at both devices as well as the platform end. To address this issue, Azure came up with a unique service — IoT Plug and Play, which enables faster scaling of solutions through a seamless device-to-cloud integration experience. It has a design that goes without tight coupling and one-to-one integration of device software and platform software.

IoT Plug and Play (PnP)

“IoT Plug and Play enables solution builders to integrate smart devices with their solutions without any manual configuration. At the core of IoT Plug and Play, is a device model that a device uses to advertise its capabilities to an IoT Plug and Play-enabled application”

So, if we simplify this, IoT Plug and Play is based on an open modeling language DTDL (Digital Twin Definition Language) that allows device builders to declare their IoT device capabilities as a device model. The DTDL based model is then used by solution builders to develop a solution that understands that device using the device model, all without writing any embedded code. The goal is to fasten the integration of devices belonging to different device families, each of which has a unique model Id, and platform solution on Azure without the need for manual configuration.

Device models are structured as a set of interfaces comprising of properties, commands, and telemetry. Properties are either read-only or modifiable to include details like the state of a device like a fan speed or the target temperature. Telemetry is the data emitted by the device like sensor readings. Commands are the functions or operations which can be performed on a device like a reboot operation. Every model and interface consist of a unique Id and can be reused across devices to facilitate collaboration and speed development. A basic workflow of IoT PnP is depicted in Fig I.

Microsoft welcomes collaboration with customers and industry partners keeping both IoT PnP and DTDL open to the community. Additionally, IoT PnP and DTDL come free of cost. Standard rates for IoT Hub, Azure IoT Central, and other Azure services which will be peripherals for IoT PnP will remain as per the Azure costing. DTDL is based on open W3C standards such as JSON-LD (JavaScript Object Notation for Linked Data) and RDF (Resource Description Framework) which allows easier adoption across services and tools.

As of now, IoT PnP is in Public Preview and is supported by IoT Hub in all regions with standard or free tiers. Azure IoT Hub and Azure IoT central support for IoT PnP is using DTDL preview V1 and Azure Digital Twins is using DTDL V2. Microsoft provides a public Device Model Repository (DMR) where the device model can be published and consumed with characteristics like curated model (Validated by Microsoft using GitHub PR), Immutability, and Hyper-scale. One can also use the same DMR pattern to create a custom DMR in any storage medium. Currently, Microsoft provides production-ready SDKs for both devices and services in C,.NET, Java, Python, and Node with communication over MQTT protocol.

IoT Plug and Play bridge

IoT PnP bridge is an open-source application code written in C language and includes Azure IoT device SDK for C and supports of some peripherals by default like Bluetooth, Camera, Modbus, MQTT, Serial, Window USB. One can create a custom adapter also with the help of primitive adapters. The adapters to the bridge are defined in the adapter manifest. The configuration enables the bridge adapter to enable full device to digital twin communication.

i. Assists in establishing a communication channel directly.

ii. Monitors availability of communication channels through device watcher.

The Bridge can run as a standalone executable on any IoT device, industrial PC or gateway running Windows 10, or Linux. It can also be deployed as an IoT edge module on Linux based platform.

Device Certification

Azure PnP currently provides device certification for Microsoft Partner Network members through Azure Certified Device Portal. Plug and Play device certification needs to meet the following requirements:

1. Device Model should compliance with the Digital Twin Definition Language (DTDL) version 2.

2. Should support Device Provisioning Service (DPS).

1. Validated product truth on certified devices

In the development phase, one can use Azure CLI to test the compatibility of the/a device using extension az IoT product. Once device is certified using portal, the device then will be published in Azure Certified Device catalog.

PnP Device Builder

1. Creating device models using DTDL via any IDE like Visual Studio or Code with extensions and publishing model to model repository.

2. Implementing code using one of the Azure IoT device SDKs on an IoT device. It lets devices to connect securely to an IoT Hub via DPS (Device Provisioning Service) or connection strings.

3. To enable Model ID registration, IoT Hub accepts a new parameter in the MQTT Connection packet with the Model ID sent by the device and makes this Model ID available to cloud applications.

4. Device builders can certify their devices using Azure Certification Portal (defined in the end) for solution builders to get the guarantee that devices are indeed supporting Plug and Play.

Что такое plug’n’play и как это работает

Если вы покупаете принтер, клавиатуру или какую-нибудь ещё периферию для компьютера, на коробках может быть написано Plug’n’Play (или Plug & Play). Вот что это значит и что вам с этим делать.

• Plug & Play значит, что устройство подключается к вашему компьютеру и им можно пользоваться сразу.
• Устанавливать драйверы и перезагружать компьютер не нужно.
• Иногда для этого оборудования могут быть дополнительные программы, но для работы устройства они не необходимы.
• В большинстве случаев Plug & Play распространяется на компьютеры с операционными системами Windows и Mac OS. С Linux сложнее.

Как было раньше

До изобретения технологий Plug & Play компьютеры не умели понимать, что за устройство к ним подключили. Поэтому, когда вам нужно было подключить к компьютеру что-то новое, нужно было действовать так:

• покупаете новое железо — видеокарту, принтер, модем или что угодно ещё;
• устанавливаете драйвер с дискеты;
• выключаете компьютер и подключаете новое устройство;
• включаете компьютер и заходите в настройку;
• находите только что подключённое устройство;
• говорите, что для этого устройства нужно использовать такой-то драйвер;
• перезагружаете компьютер;
• вот теперь можно работать с новым устройством.

Что такое plug’n’play

Технология Plug’n’play («подключи и пользуйся») означает, что новое устройство можно подключить к компьютеру и сразу начать им пользоваться. Компьютер сам разберётся, что за устройство перед ним, установит нужные драйверы и настроит все свои внутренние штуки. В большинстве случаев — даже без перезагрузки.

Весь секрет в том, что производители операционной системы заранее добавляют много разных драйверов на все случаи жизни, чтобы в нужный момент достать их из кладовки и установить. Но перед этим система проходит такой путь:

• компьютер понимает, что к нему подключили новое устройство;
• получает от устройства служебную информацию;
• смотрит, в какую категорию попадает устройство и что нужно настроить для его работы;
• если нужны драйверы, добавляет нужные драйверы;
• если устройство сделано по стандарту своего класса, начинает работать с ним как с устройством нужного класса;
• добавляет к себе в настройки запись о том, что появилось новое устройство и им можно пользоваться.

Теперь коротко про каждый этап.

Как компьютер узнаёт, что к нему подключили новое устройство

Сразу после включения компьютер начинает спрашивать у каждого порта — подключено к нему что-то или нет. Порты — это разъёмы для подключения внутри и снаружи.

Компьютер постоянно проверяет, подключено ли что-то к порту или нет. Если подключено — то это новое или старое и ничего делать пока не надо? Такой опрос компьютер проводит сотни раз в секунду, поэтому как только мы что-то подключим — компьютер сразу узнает об этом.

Служебная информация от устройства

Как только порт сообщил, что в его разъём что-то подключили, система сразу посылает на этот порт служебное сообщение с вопросом «А ты кто?». Это стандартное сообщение, которое умеют обрабатывать почти все устройства.

В ответ устройство посылает информацию о себе: тип, марку, модель, параметры работы, версию прошивки и много остальных важных компьютеру свойств. Компьютер получает ответ и смотрит, есть ли такое устройство в списке знакомых ему или нет.

Если устройство знакомое, то система переходит к следующему этапу. Но иногда бывает так, что устройство понимает, что у него спрашивают, но ничего не посылает в ответ. В этом случае нужно ставить драйвер вручную, а потом подключать устройство заново — без этого компьютер просто не поймёт, что с ним делать.

Внутренняя настройка системы

Когда компьютер понял, что за новое устройство к нему подключили (принтер, сканер, видеокарту или что-то другое), он смотрит, может ли он завести новое устройство в системе так, чтобы это не помешало остальным. Например, не будет ли мешать новый принтер работе двух старых.

Если всё в порядке и никто никому не мешает, компьютер устанавливает драйверы.

Установка драйверов

Тут всё просто: компьютер по описанию устройства находит у себя подходящий драйвер и устанавливает его. Иногда в системе нет драйвера именно от этой модели, но есть драйвер от похожей, с теми же возможностями, или драйвер, который подходит целой серии устройств. В этом случае компьютер поставит такой драйвер. По этой причине название модели в драйвере и на самом устройстве иногда различаются:

На самом деле модель принтера — MF4018, но компьютер поставил универсальный драйвер для всей десятой линейки

Если подходящего драйвера в системе не нашлось, компьютер выведет сообщение об ошибке. В этом случае драйвер нужно будет устанавливать вручную:

Class-compliant-устройства и общие драйверы

Для некоторых устройств в индустрии придумали общие правила работы — например для мышей и клавиатур, простых принтеров и сканеров, MIDI-контроллеров и аудиокарт. Правила описывают, на какие команды должно реагировать устройство, какую информацию отправлять в компьютер, в каком формате и т. д.

Если какое-то устройство работает по этим правилам, его называют class-compliant — то есть «соответствующий классу». И тогда операционной системе не нужны индивидуальные драйверы для этого конкретного устройства. Достаточно использовать общий драйвер для всех устройств такого типа.

Class-compliant-устройства оказались очень полезны, когда мы начали подключать устройства к планшетам. Например, вы можете подключить любой соответствующий классу аудиоинтерфейс к Айпаду, и он заработает так, будто он создан специально для этого Айпада. Производителям не нужно писать драйверы отдельно под Айпад, а разработчикам iPadOS не нужно добавлять в поставку операционной системы тысячи однотипных драйверов для разных устройств.

Так что class-compliant — это гуд. Будет работать без вопросов.

Как там с Linux

С Линуксом ситуация такая:

• Есть сборки, у которых в комплекте есть огромная коллекция драйверов, чтобы большинство устройств Plug & Play работали как положено.
• И есть голые сборки, в которых нет части драйверов (или почти всех).
• Есть устройства, драйверы на которые уже добавили в Windows, но ещё не отгрузили сообществу Linux.
• Есть устройства, на которые для Linux в принципе нет драйверов (и не планируется).

Например, не так давно мы в редакции пытались установить Linux Mint на современный ноутбук Lenovo. В сборке Mint не оказалось драйвера для платы Wifi, а его ручная установка оказалась довольно сложной. А в сборке Ubuntu всё заработало «из коробки».

Что такое plug play в телевизоре

Практически каждый опытный и неопытный юзер компьютера слышал о Plug&Play. Эта функция уже не один год используется на компьютерах и телевизорах. Она очень проста в эксплуатации и упрощает использование устройства в несколько раз. Что же это за понятие и в чём особенность такой функции?

Функция plug&play в телевизоре — что это

Plug-and-Play в переводе с английского означает «включай и работай». Такая функция доступна на ПК с операционной системой Windows. Она даёт возможность в автоматическом режиме подключить новые устройства к ЭВМ.

Такая же функция сейчас доступна в современных жидкокристаллических телевизорах. Plug&Play позволяет быстро подключить к ТВ приставку, тюнер или колонки без дополнительных настроек и установок драйверов. ОС самостоятельно формирует файлы конфигурации и распознаёт подключtнное оборудование, делая настройку автоматической. После подключение спустя пару минут можно приступать к использованию устройства.

Важно! Функция Plug-and-Play доступна только в современных моделях ТВ.

Описание

До появления новой технологии, чтобы подключить другое устройство к ПК или ТВ. Не имело значение, что именно подключалось. Все конфигурации оборудования проводились в ручном режиме. Из-за этого часто возникали проблемы с установкой другой техники к цифровым моделям.

Новая технология Plug&Play позволила упростить работу с определением и установкой нового оборудования к телевизору. Все настройки проходят в автоматическом режиме. Это значительно экономить время. Кроме того, риски неправильно подключить или настроить устройство минимизируется. Вся процедура занимает 1-2 минуты, что конечно радует пользователей.

На заметку: стандарт PnP сегодня поддерживает все внешние порты, поэтому с легкостью удастся установить любое устройство.

Как и когда появилась

Впервые технология Plug&Play появилась в 1995 году. Её создали разработчики компании Western Digital. Появление такой функции не было чем-то новым в то время, так как похожий функционал использовали на шинах MCA и EISA. После того как появилась новая шина PCI, за усовершенствование новой технологии взялась компания Microsoft. Впервые Plug&Play была внедрена в ОС Windows версии 98.

В конце 90х, начало 2000 года новая технология была довольно сырая, и поддерживала лишь небольшой список устройств. Со временем её разработчики начали совершенствовать системы, постепенно добавлять новые доступные устройства. В век развития телекоммуникаций такой функционал, как PnP начали внедрять в новые телевизоры, чтобы упростить процесс подключения к технике других устройств (приставок, тюнера, флешки, колонок, модемов и т.д.).

Основные принципы работы

Основной принцип работы технологии PnP заключается в следующем: при подключении к ТВ простой флешки или тюнера, система самостоятельно находит новое оборудование и подготавливает его к работе. Спустя пару минут подключенное оборудование можно использовать без дополнительных настроек на телевизоре. Если в ТВ есть доступ к интернету, и к подключенному устройству необходимо установить драйвер. Система это делает самостоятельно. Она находит проверенный безопасный вариант и устанавливает его на операционную систему. Что очень удобно, особенно если пользователь не разбирается в цифровой технике.

Plug&Play — это удобная технология обнаружения и подготовки к использованию разного оборудования, подключаемого к ТВ или ПК. Такая функция доступна в современных телевизорах и компьютерах работающих на ОС Windows.