Автобус С-100
 | |
| Год создания | 1974 год |
|---|---|
| Создано | Эд Робертс |
| Ширина в битах | 8 |
Автобус S-100 или автобус Altair , IEEE 696-1983 (снято) — ранняя компьютерная шина, разработанная в 1974 году как часть Altair 8800 . Шина S-100 была первой стандартной шиной расширения для микрокомпьютерной промышленности. Компьютеры С-100 , состоящие из процессора и периферийных плат, выпускались рядом производителей. Шина S-100 легла в основу самодельных компьютеров, производители которых (например, Homebrew Computer Club ) реализовали драйверы для CP/M и MP/M . Эти микрокомпьютеры S-100 охватывали диапазон от игрушек для любителей до рабочих станций для малого бизнеса и были распространены в ранних домашних компьютерах до появления IBM PC .
Архитектура [ править ]
Шина S-100 представляет собой пассивную объединительную плату из 100-контактных краевых разъемов печатной платы, соединенных параллельно. Платы размером 5 × 10 дюймов (13 × 25 см), выполняющие функции ЦП, памяти или интерфейса ввода-вывода, подключаются к этим разъемам. Определения сигналов шины точно соответствуют определениям микропроцессорной системы 8080, поскольку микропроцессор Intel 8080 был первым микропроцессором, размещенным на шине S-100 . 100 линий шины С-100 можно сгруппировать по четырем типам: 1) Питание, 2) Данные, 3) Адрес и 4) Часы и управление. [1]
Питание, подаваемое на шину, представляет собой нестабилизированное напряжение +8 В постоянного тока и ±16 В постоянного тока, предназначенное для регулирования на картах до +5 В (используется микросхемами TTL ), -5 В и +12 В для Intel 8080 микросхем ЦП 12 В , ± Микросхемы линейного драйвера RS-232 , +12 В для двигателей дисковода. Регулирование бортового напряжения обычно осуществляется устройствами семейства 78хх (например, устройство 7805 для выдачи +5 вольт). Это линейные регуляторы , которые обычно монтируются на радиаторах.
Двунаправленная 8-битная шина данных Intel 8080 разделена на две однонаправленные 8-битные шины данных. Процессор мог использовать только один из них одновременно. В Sol-20 использовался вариант, который имел только одну 8-битную шину и использовал теперь неиспользуемые контакты в качестве сигнальных заземлений для уменьшения электронного шума . Направление шины внутрь или наружу сигнализировалось с помощью неиспользуемого в противном случае контакта DBIN. Это стало универсальным и на рынке С-100 , что сделало второй автобус ненужным. Позже эти две 8-битные шины будут объединены для поддержки 16-битной ширины данных для более продвинутых процессоров, используя систему Sol для указания направления.
Ширина адресной шины в первоначальной реализации составляла 16 бит, а затем была расширена до 24 бит. Сигнал управления шиной может перевести эти линии в состояние трех состояний, чтобы обеспечить прямой доступ к памяти. карта S Например, Cromemco Dazzler — это ранняя -100 , которая извлекала цифровые изображения из памяти, используя прямой доступ к памяти.
Сигналы синхронизации и управления используются для управления трафиком на шине. Например, строка DO Disable будет использовать три состояния адресных строк во время прямого доступа к памяти. Неназначенные линии исходной спецификации шины позже были назначены для поддержки более совершенных процессоров. Например, процессор Zilog Z-80 имеет немаскируемую линию прерывания, которой нет у процессора Intel 8080. Затем одна неназначенная линия шины S-100 была переназначена для поддержки запроса немаскируемого прерывания.
История [ править ]
Во время проектирования «Альтаира» оборудование, необходимое для создания пригодной для использования машины, не было доступно к дате запуска в январе 1975 года. У дизайнера Эда Робертса также была проблема: объединительная плата занимала слишком много места. Пытаясь избежать этих проблем, он поместил существующие компоненты в корпус с дополнительными «слотами», чтобы недостающие компоненты можно было подключить позже, когда они станут доступны. Объединительная плата разделена на четыре отдельные карты, процессор на пятой находится . Затем он начал искать недорогой поставщик разъемов и наткнулся на запас 100-контактных торцевых разъемов, излишков военного назначения . 100-контактная шина была создана анонимным чертежником, который выбрал разъем из каталога деталей и произвольно присвоил названия сигналов группам контактов разъема. [2]
Растущая индустрия машин-клонов последовала за появлением Altair в 1975 году. Большинство из них использовали ту же компоновку автобусов, что и Altair, создавая новый отраслевой стандарт. Эти компании были вынуждены называть систему «автобусом Альтаира» и хотели получить другое название, чтобы не ссылаться на своего конкурента при описании своей собственной системы. Название « S-100 », сокращенное от «Standard 100», было придумано Гарри Гарландом и Роджером Меленом , соучредителями Cromemco . [3] [4] Во время полета на микрокомпьютерную конференцию PC '76 в Атлантик-Сити в августе 1976 года они делили салон с Бобом Маршем и Ли Фельзенштейном из Processor Technology . Мелен подошла к ним, чтобы убедить их принять то же имя. В руке у него было пиво, и когда самолет врезался в неровность, Мелен пролила часть пива на Марша. Марш согласился использовать имя, которое Мелен приписывает ему, желавшему заставить Мелен уйти с пивом. [5]
Термин впервые появился в печати в рекламе Cromemco в ноябрьском номере журнала Byte за 1976 год . [6] Первый симпозиум по автобусу S-100 , модератором которого выступил Джим Уоррен , состоялся 20 ноября 1976 года в колледже Диабло-Вэлли с участием Гарри Гарланда , Джорджа Морроу и Ли Фельзенштейна . [7] Всего год спустя автобус S-100 будет описан как «наиболее используемый стандарт шины, когда-либо разработанный в компьютерной индустрии». [8]
Cromemco была крупнейшим из производителей S-100 , за ней следовали Vector Graphic и North Star Computers . [9] Другими новаторами были такие компании, как Alpha Microsystems , IMS Associates, Inc. , Godbout Electronics (позже CompuPro ) и Ithaca InterSystems . В мае 1984 года Microsystems опубликовала полный каталог продуктов S-100 , в котором было перечислено более 500 продуктов S-100 /IEEE-696 от более чем 150 компаний. [10]
Сигналы шины S-100 было легко создать с помощью ЦП 8080, но при использовании других процессоров, таких как 68000, это было все труднее. Больше места на плате занимала логика преобразования сигналов. размещались одиннадцать различных процессоров Тем не менее к 1984 году на шине S-100 , от 8-битного Intel 8080 до 16-битного Zilog Z-8000 . [10] В 1986 году Cromemco представила карту XXU, разработанную Эдом Люпином и использующую 32-битный процессор Motorola 68020 . [11]
Стандарт IEEE-696 [ править ]
По мере того, как автобус С-100 набирал обороты, возникла необходимость разработать официальную спецификацию автобуса, чтобы обеспечить совместимость продукции, выпускаемой разными производителями. Также возникла необходимость расширить шину, чтобы она могла поддерживать процессоры, более производительные, чем Intel 8080, использовавшийся в оригинальном компьютере Altair. В мае 1978 года Джордж Морроу и Говард Фуллмер опубликовали «Предлагаемый стандарт для автобуса S-100 », отметив, что 150 поставщиков уже поставляли продукцию для автобуса S-100 . Этот предложенный стандарт документировал 8-битный тракт данных и 16-битный адресный тракт шины и заявлял, что рассматривается возможность расширения пути данных до 16 бит, а адресного пути до 24 бит. [12]
В июле 1979 года Келлс Элмквист, Говард Фуллмер, Дэвид Густавсон и Джордж Морроу опубликовали «Стандартную спецификацию для устройств интерфейса шины S-100 ». [13] В этой спецификации путь данных был расширен до 16 бит, а путь адреса — до 24 бит. Рабочая группа IEEE 696 под председательством Марка Гареца продолжила разработку спецификации, которая была предложена в качестве стандарта IEEE и одобрена Компьютерным обществом IEEE 10 июня 1982 года. [14]
Американский национальный институт стандартов (ANSI) утвердил стандарт IEEE 8 сентября 1983 года. Структура компьютерной шины, разработанная Эдом Робертсом для компьютера Altair 8800, была расширена, строго документирована и теперь обозначена как американский национальный стандарт IEEE Std 696– 1983. [14]
Выход на пенсию [ править ]
IBM представила персональный компьютер IBM в 1981 году, а затем выпустила все более функциональные модели: XT в 1983 году и AT в 1984 году. Успех этих компьютеров, в которых использовалась собственная несовместимая архитектура шины IBM, глубоко проник на рынок S-100. автобусная продукция. В мае 1984 года Сол Либес (который был членом рабочей группы IEEE-696) написал в журнале Microsystems : «Нет сомнений в том, что рынок S-100 теперь можно считать зрелой отраслью с лишь умеренным потенциалом роста по сравнению с рынок IBM PC-совместимых». [15]
Поскольку продукты IBM PC захватили нижний сегмент рынка, машины S-100 перешли на более мощные OEM и многопользовательские системы. Банки автобусных компьютеров S-100 использовались, например, для обработки торгов на Чикагской товарной бирже; ВВС США использовали автобусные машины С-100 для своих систем планирования миссий. [16] [17] Однако на протяжении 1980-х годов рынок автобусных машин С-100 для любителей, для личного пользования и даже для малого бизнеса находился в упадке. [18]
Рынок шинной продукции S-100 продолжал сокращаться в начале 1990-х годов, поскольку IBM-совместимые компьютеры становились более функциональными. Например, в 1992 году Чикагская товарная биржа заменила свои S-100 компьютеры с шиной на IBM модель PS/2 . [19] К 1994 году производство автобусов S-100 настолько сократилось, что IEEE не увидел необходимости продолжать поддержку стандарта IEEE-696. Стандарт IEEE-696 был отменен 14 июня 1994 года. [14]
Ссылки [ править ]
- ^ Гарланд, Гарри (1979). Введение в проектирование микропроцессорных систем . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 159–169 . ISBN 0-07-022871-Х .
Хотя многие другие процессоры были адаптированы к шине S-100 , определения сигналов шины близко соответствуют определениям системы 8080.
- ^ Либес, Соль (18 февраля 1980 г.). « Автобус С-100 : прошлое, настоящее и будущее» . Инфомир . Том. 2, нет. 1. С. 7, 18.
- ^ Фрайбергер, Пол ; Суэйн, Майкл (2000). Пожар в долине: создание персонального компьютера (второе изд.). МакГроу-Хилл. п. 66 . ISBN 0-07-135892-7 .
- ^ «История Кромко» . Новости ввода/вывода . 1 (1): 10 сентября – октябрь 1980 г. Проверено 22 февраля 2013 г.
- ^ Суэйн, Майкл; Фрайбергер, Пол (20 октября 2014 г.). Пожар в долине: рождение и смерть персонального компьютера . ISBN 9781680503524 .
- ↑ Герберт Джонсон, «Происхождение компьютеров S-100 » , 15 марта 2008 г.
- ^ Роберт Рейлинг (10 декабря 1976 г.). «Случайные данные» . Информационный бюллетень доморощенного компьютерного клуба . 2 (11–12): 1.
- ^ Закс, Родней (1977). Микропроцессоры – от микросхем к системам . Сайбекс. п. 302.
- ^ Либес, Соль (сентябрь – октябрь 1981 г.). «Лидеры на рынке S-100 — Cromemco (50 миллионов долларов), Vector Graphics (30 миллионов долларов) и North Star (25 миллионов долларов)». Микросистемы . 2 (5): 8.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Либес, Соль (май 1984 г.). « Справочник продукции С-100 ». Микросистемы . 5 (5): 59–78.
- ^ «Новый процессор XXU обеспечивает огромное преимущество в скорости» . Новости ввода/вывода . 5 (4): 1, 9. Август – сентябрь 1986 г. ISSN 0274-9998 .
- ^ Морроу, Джордж; Фуллмер, Ховард (май 1978 г.). «Предлагаемый стандарт на автобус С-100 » (PDF) . Компьютер . 11 (5). Компьютерное общество IEEE: 84–90. дои : 10.1109/см.1978.218190 . S2CID 2023052 .
Расширение шины S-100 до 24 битов адреса и 16 бит данных было рекомендовано Дэйвом Густавсоном. Как именно это будет сделано, сейчас обсуждается.
- ^ Элмквист, Келлс А.; Фуллмер, Ховард; Густавсон, Дэвид Б.; Морроу, Джордж (июль 1979 г.). «Стандартные спецификации для устройств интерфейса шины S-100» (PDF) . Компьютер . 12 (7). Компьютерное общество IEEE: 28–52. дои : 10.1109/mc.1979.1658813 . S2CID 9797254 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Американский национальный стандарт: стандартные интерфейсные устройства IEEE 696 . doi : 10.1109/IEESTD.1983.81971 . ISBN 978-0-7381-4244-9 .
- ^ Либес, Соль (май 1984 г.). «Справочник продукции С-100». Микросистемы . 5 (5): 59.
Однако нет сомнений в том, что рынок S-100 теперь можно считать зрелой отраслью с лишь умеренным потенциалом роста по сравнению с рынком IBM PC-совместимых устройств.
- ^ Бридинг, Гэри (январь – февраль 1984 г.). «Сетевые транзакции Cromemco Systems при хаотическом обмене» . Новости ввода/вывода . 3 (6): 20. ISSN 0274-9998 .
- ^ «ВВС США оснастят свои эскадрильи тактических истребителей системой планирования миссий». Неделя авиации и космических технологий . 126 (22): 105. 1 июня 1987.
- ^ Либес, Соль (май 1984 г.). «Справочник продукции С-100». Микросистемы . 5 (5): 59.
В то время как ранний рост рынка S-100 зависел в основном от любителей и первых пользователей персональных компьютеров, сейчас индустрия концентрируется на многопользовательских системах OEM и приложениях, требующих большей компьютерной мощности.
- ^ «CME использует код данных для распространения данных о котировках среди трейдеров» . Водные технологии. 27 января 1992 года.
Внешние ссылки [ править ]
- «S100 Computers» — веб-сайт, содержащий множество фотографий карт, документации и истории.
- «Микрокомпьютер С-100 на базе «Кромемко» , сделанные Робертом Куманном. С-100 , изображения нескольких карт
- "Материалы Херба по S-100" Герберта Джонсона. S-100 , сборник истории
- IEEE-696 / S-100 « Архив документации и руководств по шине Говарда Харта по S-100. », коллекция руководств
