Настольная шина Apple
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( октябрь 2021 г. ) |
 | |||
 Значок Apple Desktop Bus и ранняя клавиатура Apple Desktop Bus | |||
| Тип | устройства ввода данных человека Интерфейс | ||
|---|---|---|---|
| История производства | |||
| Дизайнер | Apple Компьютер | ||
| Разработанный | 1986 год | ||
| Производитель | Эппл Компьютер Инк. | ||
| Произведено | 1986 по 1999 год | ||
| Заменено | RS-422 / 6522 Клавиатура и мышь | ||
| Заменено | USB и FireWire (1998–1999) | ||
| Общие характеристики | |||
| Горячее подключение | периодическая поддержка | ||
| Внешний | да | ||
| Булавки | 4 | ||
| Разъем | мини из | ||
| Данные | |||
| Сигнал данных | Двунаправленный последовательный поток команд | ||
| Битрейт | максимум 125 кбит/с (фактически ~ 10 кбит/с) | ||
| Макс. устройства | 16 максимум (~5 фактических, 3 поддерживаемых) | ||
| Протокол | Серийный | ||
| Распиновка | |||
 | |||
| Гнездо спереди | |||
| Контакт 1 | Шина устройств Apple | Данные | |
| Контакт 2 | ПСВ | Включение питания | |
| Контакт 3 | +5 V | +5 вольт мощность | |
| Контакт 4 | Земля | Земля | |
| Тот же разъем, что и S-Video. | |||
Apple Desktop Bus (ADB) является запатентованной [1] побитовая последовательная периферийная шина, соединяющая низкоскоростные устройства с компьютерами. Он был представлен в Apple II GS в 1986 году как способ поддержки недорогих устройств, таких как клавиатуры и мыши, позволяя подключать их друг к другу в последовательной цепи без необходимости использования концентраторов или других устройств. Apple Desktop Bus была быстро представлена на более поздних моделях Macintosh , на более поздних моделях компьютеров NeXT , а также использовалась некоторыми другими сторонними производителями. Как и аналогичный разъем PS / 2, использовавшийся в то время во многих компьютерах, совместимых с ПК, Apple Desktop Bus был быстро заменен USB , поскольку эта система стала популярной в конце 1990-х годов; последний порт внешней шины Apple Desktop Bus на продукте Apple был в 1999 году, хотя на некоторых моделях Mac он оставался только внутренней шиной до 2000-х годов.
История
[ редактировать ]AppleBus
[ редактировать ]На ранних этапах создания компьютера Macintosh команда инженеров выбрала довольно сложный процессор Zilog 8530 для обеспечения последовательной связи. Первоначально это было сделано для того, чтобы позволить нескольким устройствам подключаться к одному порту с использованием простых протоколов связи , реализованных внутри 8530, позволяющих им отправлять и получать данные с главного компьютера. Идея заключалась в том, чтобы позволить нескольким устройствам подключаться к одному порту, устраняя необходимость во многих различных типах портов или использовании слотов расширения . [2]
Во время разработки этой системы AppleBus компьютерная сеть стала жизненно важной особенностью любой компьютерной системы. Из-за отсутствия слотов для карт Macintosh не мог легко добавить поддержку Ethernet или аналогичных стандартов локальных сетей . Работа над AppleBus была переориентирована на сетевые цели и была выпущена в 1985 году как система AppleTalk . В результате у Mac остались оригинальные одноцелевые порты для мыши и клавиатуры и не было универсальной системы для использования низкоскоростных устройств. [2]
Настольная шина Apple
[ редактировать ]Первой системой, использовавшей Apple Desktop Bus, была Apple II GS 1986 года. Она использовалась на всех машинах Apple Macintosh , начиная с Macintosh II и Macintosh SE . Apple Desktop Bus также использовался на более поздних моделях компьютеров NeXT. [3] Подавляющее большинство устройств Apple Desktop Bus предназначены для ввода, включая трекболы , джойстики , графические планшеты и подобные устройства. Специальное использование включало ключи защиты программного обеспечения и даже модем TelePort .
Перейти на USB
[ редактировать ]Первым Macintosh, отказавшимся от Apple Desktop Bus, был iMac в 1998 году, который использует USB вместо него . Последним компьютером Apple, имевшим порт Apple Desktop Bus, стал Power Macintosh G3 (Blue and White) на базе PowerPC 1999 года. PowerBooks и iBooks по-прежнему использовали протокол Apple Desktop Bus во внутреннем интерфейсе со встроенной клавиатурой и тачпадом . В последующих моделях используется трекпад на базе USB.
Дизайн
[ редактировать ]Физический
[ редактировать ]В соответствии с общей философией промышленного дизайна Apple, Apple Desktop Bus должна была быть максимально простой в использовании. [ нужна ссылка ] при этом его реализация остается недорогой. Подходящий разъем был найден в 4-контактном mini-DIN , который также используется (но несовместим с) S-Video . Разъемы небольшие, широко доступны, и их можно вставить только «правильным способом». Они не фиксируются в нужном положении, но даже при фрикционной посадке достаточно прочны для легких задач, таких как ADB.
Протоколу ADB требуется только один контакт для данных, помеченный как Apple Desktop Bus . Сигнал данных является самосинхронизирующимся путем отправки 0 как низкого уровня в течение 65 микросекунд и высокого уровня в течение 35 мкс, тогда как при отправке 1 используется противоположная синхронизация. [4] Это многоточечная конструкция с открытым коллектором с повышением напряжения до 5 В, в которой используется обнаружение коллизий , чтобы избежать конфликтов идентификаторов устройств, а также растяжение тактового сигнала стопового бита, чтобы указать, что устройству требуется запрос на обслуживание. [4] Два других контакта используются для питания +5 В и заземления. Контакт +5 В гарантирует ток не менее 500 мА и требует, чтобы устройства использовали только 100 мА каждое. ADB также включает в себя контакт PSW (выключатель питания), который подключается непосредственно к источнику питания главного компьютера. Это сделано для того, чтобы нажатием клавиши на клавиатуре можно было запустить машину без необходимости использования программного обеспечения ADB для интерпретации сигнала. В более современных конструкциях всегда работает вспомогательный микроконтроллер, поэтому экономично использовать команду включения по стандартному каналу USB.
декодирующего приемопередатчика ASIC , а также связанные с ним патенты находились под контролем Apple; для этого требовалось, чтобы поставщики работали с Apple. В Macintosh SE шина Apple Desktop Bus реализована в микроконтроллере Microchip PIC16CR54 марки Apple.
Коммуникация
[ редактировать ]Система Apple Desktop Bus основана на устройствах, способных декодировать одно число ( адрес ) и способных хранить несколько небольших битов данных (их регистры ). Весь трафик по шине управляется главным компьютером, который отправляет команды на чтение или запись данных: устройствам не разрешается использовать шину, если компьютер предварительно не запросит это.
Эти запросы принимают форму однобайтовых строк . Старшие четыре бита содержат адрес, идентификатор одного из устройств в цепочке. Четыре бита позволяют подключить до 16 устройств на одной шине. Следующие два бита указывают одну из четырех команд, а последние два бита указывают один из четырех регистров. Команды:
talk- сообщает выбранному устройству отправить содержимое реестра на компьютерlisten- сообщает устройству установить в регистр следующее значениеflush- очистить содержимое выбранного регистраreset- сообщить всем устройствам на шине о необходимости перезагрузки
Например, если известно, что мышь находится по адресу $D, компьютер будет периодически отправлять по шине 1-байтовое сообщение, которое выглядит примерно так:
1101 11 00
Это говорит о том, что устройство $D (1101) должно поговорить (11) и вернуть содержимое нулевого регистра (00). Для мыши это означает «сообщите мне о последних изменениях положения». Регистры могут содержать от двух до восьми байтов. Нулевой регистр обычно является основным каналом связи. Первый и второй регистры не определены и обычно предназначены для того, чтобы сторонние разработчики могли хранить информацию о конфигурации. Третий регистр всегда содержит идентификационную информацию устройства.
Перечисление и идентификация
[ редактировать ]При сбросе адреса и нумерация устройств устанавливаются на значения по умолчанию. Например, для всех клавиатур установлено значение 2 доллара, а для всех мышей — 3 доллара. При первом включении устройства драйвер устройства ADB отправит talk команды, в свою очередь, запрашивают у каждого из этих известных адресов по умолчанию содержимое третьего регистра. Если с определенного адреса не приходит ответ, компьютер помечает его как мертвый и не утруждает себя опросом в дальнейшем.
Если устройство отвечает, оно сообщает, что переходит на новый случайно выбранный более высокий адрес. Затем компьютер в ответ отправляет еще одну команду на этот новый адрес, прося устройство перейти на еще один новый адрес. Как только это будет завершено, это устройство будет помечено как работающее, и система продолжит его опрос в будущем. После того как все устройства будут пронумерованы таким образом, шина будет готова к использованию.
Хотя это было нечасто, к Apple Desktop Bus может быть подключено более одного устройства одного типа — для защиты программного обеспечения от копирования например, два графических планшета или ключи . В этом случае, когда он запрашивает устройства по этому адресу по умолчанию, оба ответят, и может произойти конфликт. Устройства включают небольшой таймер, который позволяет им избежать этой проблемы. После получения сообщения от хоста устройства ждут короткое случайное время, прежде чем ответить, а затем делают это только после «отслеживания» шины, чтобы убедиться, что она не занята.
Например, при подключении двух ключей, когда шина впервые настраивается и запрашивает этот адрес, один из них первым ответит из-за случайного таймера ожидания. Другой заметит, что автобус занят, и не ответит. Затем хост отправит еще одно сообщение на этот исходный адрес, но, поскольку одно устройство переместилось на новый адрес, ответит только другое. Этот процесс продолжается до тех пор, пока никто не ответит на запрос по исходному адресу, то есть больше не останется устройств этого типа для перечисления.
Скорость передачи данных по шине теоретически достигает 125 кбит/с. Однако фактическая скорость в лучшем случае вдвое меньше, поскольку компьютер и устройства используют только один контакт, а на практике пропускная способность еще меньше, поскольку вся система управляется тем, насколько быстро компьютер опрашивает шину. Классическая Mac OS не особенно хорошо подходит для этой задачи, и шина часто зависает на скорости около 10 кбит/с. Ранние модемы Teleport, работающие со скоростью 2400 бит/с, без проблем использовали Apple Desktop Bus, но более поздние модели были вынуждены перейти на более дорогие порты RS-422, поскольку скорость выросла до 14,4 кбит/с и выше.
Проблемы
[ редактировать ]Хотя разъемы Mini-DIN нельзя подключить «неправильным способом», могут возникнуть проблемы с поиском правильного способа, не заглядывая внутрь кожуха круглого разъема. Apple попыталась помочь, используя U-образные мягкие пластиковые ручки вокруг разъемов для фиксации как вилок, так и розеток, чтобы плоская сторона имела особое отношение к шпоночному пазу корпуса, но эта функция была проигнорирована некоторыми сторонними производителями. Кроме того, существует четыре способа ориентации приемного разъема на таком устройстве, как клавиатура; различные клавиатуры Apple используют как минимум три из этих возможных ориентаций.
Разъем mini-DIN рассчитан всего на 400 вставок, и его штифт легко погнуть, если вставлять его не с осторожностью; кроме того, гнездо может ослабнуть, что приведет к перебоям в работе.
В некоторых устройствах Apple Desktop Bus отсутствует сквозной разъем, что делает невозможным последовательное подключение более одного такого устройства одновременно без непонятных разветвителей. Они есть у немногих мышей или трекболов.
Несмотря на то, что горячая замена электрически небезопасна на всех машинах, за исключением нескольких, ADB обладает всеми базовыми возможностями, необходимыми для горячей замены (как в современных шинах), реализованными в ее программном и аппаратном обеспечении. Практически во всех оригинальных системах Apple Desktop Bus небезопасно подключать устройство после включения системы. Это может привести к срабатыванию впаянного предохранителя на материнской плате. Если обратиться к официальному дилеру, это может привести к замене материнской платы со значительными затратами. Более простая альтернатива — приобрести предохранитель по номинальной стоимости и подключить его параллельно открытому предохранителю материнской платы (не обязательно требуя пайки ).
Патенты
[ редактировать ]- 4 875 158 Эшкин; Питер Б. (Лос-Гатос, Калифорния), Кларк; Майкл (Глендейл, Калифорния)
- 4 910 655 Эшкин; Питер Б. (Лос-Гатос, Калифорния), Кларк; Майкл (Глендейл, Калифорния)
- 4 912 627 Эшкин; Питер Б. (Лос-Гатос, Калифорния), Кларк; Майкл (Глендейл, Калифорния)
- 4 918 598 Эшкин; Питер Б. (Лос-Гатос, Калифорния), Кларк; Майкл (Глендейл, Калифорния)
- 5 128 677 Донован; Пол М. (Санта-Клара, Калифорния), Карузо; Майкл П. (Садбери, Массачусетс)
- 5 175 750 Донован; Пол М. (Санта-Клара, Калифорния), Карузо; Майкл П. (Садбери, Массачусетс)
- 5 828 857 масштабировать; Альберт М. (Сан-Хосе, Калифорния)
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «ADB — Нерассказанная история: космические пришельцы съели мою мышь», раздел «Лицензирование». Архивировано 27 декабря 2016 г., в Wayback Machine ; см. также раздел «Патенты» на этой странице.
- ^ Jump up to: а б Оппенгеймер, Алан (январь 2004 г.). «История сетей Macintosh» . МакВорлд Экспо . Архивировано из оригинала 16 октября 2006 года.
- ^ " "NetBSD/next68k: Часто задаваемые вопросы " " . Архивировано из оригинала 29 октября 2013 года . Проверено 25 октября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Apple Computer, Inc (1990). «Руководство по оборудованию семейства Macintosh, второе издание» . п. 317-320. ISBN 0-201-52405-8 .
