Автобус С-100
Ранняя компьютерная шина
Автобус С-100
Год создания1974 ; 51 год назад ( 1974 )
СозданоЭд Робертс
Ширина в битах8

Шина S-100 или шина Altair , IEEE 696-1983 (неактивна-отозвана) — это ранняя компьютерная шина, разработанная в 1974 году как часть Altair 8800. Шина S-100 была первой стандартной шиной расширения для микрокомпьютерной промышленности. Компьютеры S-100 , состоящие из процессора и периферийных карт, производились рядом производителей. Шина S-100 легла в основу домашних компьютеров, чьи разработчики (например, Homebrew Computer Club ) реализовали драйверы для CP/M и MP/M . Эти микрокомпьютеры S-100 охватывали весь спектр от любительских игрушек до рабочих станций малого бизнеса и были распространены в ранних домашних компьютерах до появления IBM PC .

Гарри Гарланд и Роджер Мелен , соучредители Cromemco , держат объединительную плату S-100 (1981)

Архитектура

Шина S-100 представляет собой пассивную объединительную плату из 100-контактных разъемов печатной платы, соединенных параллельно. Платы размером 5 × 10 дюймов (13 см × 25 см), выполняющие функции ЦП, памяти или интерфейса ввода-вывода, подключаются к этим разъемам. Определения сигналов шины тесно связаны с определениями сигналов микропроцессорной системы 8080, поскольку микропроцессор Intel 8080 был первым микропроцессором, размещенным на шине S-100 . 100 линий шины S-100 можно сгруппировать в четыре типа: 1) Питание, 2) Данные, 3) Адрес и 4) Часы и управление. [1]

Питание, подаваемое на шину, представляет собой объемное нерегулируемое +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 микросхемы процессора Intel 8080 , микросхемы драйвера линии RS-232 ±12 В , +12 В для двигателей дисководов. Регулирование напряжения на плате обычно выполняется устройствами семейства 78xx (например, устройством 7805 для получения +5 вольт). Это линейные регуляторы , которые обычно устанавливаются на радиаторах.

Двунаправленная 8-битная шина данных Intel 8080 разделена на две однонаправленные 8-битные шины данных. Процессор мог использовать только одну из них одновременно. Sol-20 использовал вариант, который имел только одну 8-битную шину и использовал теперь неиспользуемые контакты в качестве сигнальных заземлений для снижения электронного шума . Направление шины, внутрь или наружу, сигнализировалось с помощью неиспользуемого в противном случае контакта DBIN. Это стало универсальным и на рынке S-100 , сделав вторую шину излишней. Позже эти две 8-битные шины были объединены для поддержки 16-битной ширины данных для более продвинутых процессоров, используя систему Sol для сигнализации направления.

Адресная шина имеет ширину 16 бит в первоначальной реализации и позже была расширена до 24 бит. Сигнал управления шиной может перевести эти линии в состояние трех состояний , чтобы разрешить прямой доступ к памяти. Например, Cromemco Dazzler — это ранняя карта S-100 , которая извлекала цифровые изображения из памяти с помощью прямого доступа к памяти.

Тактовые и управляющие сигналы используются для управления трафиком на шине. Например, линия DO Disable будет переводить адресные линии в тристабильное состояние во время прямого доступа к памяти. Неназначенные линии исходной спецификации шины были позже назначены для поддержки более продвинутых 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 немаскируемого запроса прерывания.

История

Процессорная плата Cromemco XXU, представленная в 1986 году. С частотой 16,7 МГц это самый быстрый ЦП, когда-либо разработанный для шины S-100 . Он использует процессор Motorola 68020 с сопроцессором 68881 и 16 Кбайт высокоскоростной кэш-памяти. Этот ЦП используется в компьютере Cromemco CS-250, широко используемом ВВС США.

Во время проектирования Altair, необходимое для создания пригодной к использованию машины оборудование не было доступно вовремя к дате запуска в январе 1975 года. У конструктора Эда Робертса также была проблема с тем, что задняя панель 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. Задняя панель разделена на четыре отдельные платы, с процессором на пятой. Затем он искал недорогой источник разъемов и наткнулся на поставку военных излишков 100-контактных краевых разъемов . 100-контактная шина была создана анонимным чертежником, который выбрал разъем из каталога деталей и произвольно назначил имена сигналов группам контактов разъема. [2]

Растущая индустрия «клонированных» машин последовала за появлением Altair в 1975 году. Большинство из них использовали ту же схему шины, что и Altair, создавая новый отраслевой стандарт. Эти компании были вынуждены называть систему «шиной Altair» и хотели другое название, чтобы избежать ссылок на своего конкурента при описании своей собственной системы. Название « S-100 », сокращение от «Standard 100», было придумано Гарри Гарландом и Роджером Меленом , соучредителями Cromemco . [3] [4] Во время полета на конференцию по микрокомпьютерам Atlantic City PC '76 в августе 1976 года они делили салон с Бобом Маршем и Ли Фельзенштейном из Processor Technology . Мелен подошел к ним, чтобы убедить их принять то же имя. В руке у него было пиво, и когда самолет налетел на кочку, Мелен пролил немного пива на Марша. Марш согласился использовать это имя, что, по словам Мелен, было связано с его желанием заставить Мелен уйти с его пивом. [5]

Термин впервые появился в печати в рекламе Cromemco в выпуске журнала Byte за ноябрь 1976 года . [6] Первый симпозиум по шине S-100 , модератором которого был Джим Уоррен , состоялся 20 ноября 1976 года в колледже Дьябло-Вэлли с группой, состоящей из Гарри Гарланда , Джорджа Морроу и Ли Фельзенштейна . [7] Всего год спустя шина S-100 была описана как «наиболее используемый стандарт шины, когда-либо разработанный в компьютерной индустрии». [8]

Cromemco была крупнейшим производителем 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 перечислено более 500 продуктов « S-100 /IEEE-696» от более чем 150 компаний. [10]

Сигналы шины S -100 было просто создать с помощью ЦП 8080, но все сложнее при использовании других процессоров, таких как 68000. Больше места на плате занимала логика преобразования сигналов. Тем не менее к 1984 году на шине S-100 размещалось одиннадцать различных процессоров , от 8-битного Intel 8080 до 16-битного Zilog Z-8000 . [10] В 1986 году Cromemco представила карту XXU, разработанную Эдом Люпином, с использованием 32-битного процессора Motorola 68020. [11]

Стандарт IEEE-696

По мере того, как шина S-100 набирала обороты, возникла необходимость в разработке формальной спецификации шины, чтобы обеспечить совместимость продуктов, производимых разными производителями. Также возникла необходимость в расширении шины, чтобы она могла поддерживать процессоры, более производительные, чем Intel 8080, используемый в оригинальном компьютере Altair. В мае 1978 года Джордж Морроу и Говард Фуллмер опубликовали «Предлагаемый стандарт для шины S-100 », отметив, что 150 поставщиков уже поставляют продукцию для шины S-100 . Этот предлагаемый стандарт документировал 8-битный путь данных и 16-битный адресный путь 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 был расширен до 24 бит. Рабочая группа IEEE 696 под председательством Марка Гареца продолжила разработку спецификации, которая была предложена в качестве стандарта IEEE и одобрена IEEE Computer Society 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, тщательно задокументирована и теперь обозначена как Американский национальный стандарт IEEE Std 696–1983. [14]

Выход на пенсию

Стеллажи систем Cromemco S-100 на Чикагской товарной бирже в 1984 году.

IBM представила IBM Personal Computer в 1981 году и последовала за ним с более мощными моделями: XT в 1983 году и AT в 1984 году. Успех этих компьютеров, которые использовали собственную, несовместимую архитектуру шины IBM, глубоко проник на рынок продуктов с шиной S-100 . В мае 1984 года Сол Либес (который был членом рабочей группы IEEE-696) написал в Microsystems : «нет сомнений, что рынок S-100 теперь можно считать зрелой отраслью с лишь умеренным потенциалом роста по сравнению с рынком, совместимым с IBM PC». [15]

По мере того, как продукты IBM PC захватывали нижний сегмент рынка, машины S-100 перешли на более мощные OEM и многопользовательские системы. Банки компьютеров S-100 bus использовались, например, для обработки торгов на Чикагской товарной бирже; ВВС США использовали машины S-100 bus для своих систем планирования миссий. [16] [17] Однако в течение 1980-х годов рынок машин S-100 bus для любителей, для личного пользования и даже для малого бизнеса снижался. [18]

Рынок продуктов на базе шины S-100 продолжал сокращаться в начале 1990-х годов, поскольку IBM-совместимые компьютеры стали более производительными. Например, в 1992 году Чикагская товарная биржа заменила свои компьютеры на базе шины S-100 на IBM-модель PS/2 . [19] К 1994 году индустрия шин S-100 сократилась настолько, что IEEE не видела необходимости продолжать поддерживать стандарт IEEE-696. Стандарт IEEE-696 был отменен 14 июня 1994 года. [14]

Ссылки

  1. ^ Гарланд, Гарри (1979). Введение в проектирование микропроцессорных систем . Нью-Йорк: McGraw-Hill. С. 159–169. ISBN 0-07-022871-X. Хотя многие другие процессоры были адаптированы к шине S-100 , определения сигналов шины во многом соответствуют определениям системы 8080.
  2. ↑ Libes, Sol (18 февраля 1980 г.). «Автобус S-100: прошлое, настоящее и будущее». InfoWorld . Т. 2, № 1. С. 7, 18.
  3. ^ Фрейбергер, Пол ; Свейн, Майкл (2000). Пожар в долине: Создание персонального компьютера (второе издание). McGraw-Hill. стр. 66. ISBN 0-07-135892-7.
  4. ^ "История Cromemco". I/O News . 1 (1): 10. Сентябрь–октябрь 1980. Получено 22.02.2013 .
  5. ^ Свейн, Майкл; Фрейбергер, Пол (2014-10-20). Пожар в долине: рождение и смерть персонального компьютера. ISBN 9781680503524.
  6. ↑ Герберт Джонсон, «Истоки компьютеров S-100», 15 марта 2008 г.
  7. ↑ Роберт Рейлинг (10 декабря 1976 г.). «Случайные данные». Информационный бюллетень Homebrew Computer Club . 2 ( 11–12 ): 1.
  8. ^ Закс, Родней (1977). Микропроцессоры — от чипов к системам . Sybex. стр. 302.
  9. ↑ Libes, Sol (сентябрь–октябрь 1981 г.). «Лидерами на рынке S-100 являются Cromemco ($50 млн), Vector Graphics ($30 млн) и North Star ($25 млн)». Microsystems . 2 (5): 8.
  10. ^ ab Libes, Sol (май 1984). " S-100 Product Directory". Microsystems . 5 (5): 59–78 .
  11. ^ «Новый процессор XXU обеспечивает колоссальное преимущество в скорости». I/O News . 5 (4): 1, 9. Август–сентябрь 1986. ISSN  0274-9998.
  12. ^ Морроу, Джордж; Фуллмер, Говард (май 1978). "Предлагаемый стандарт для шины S-100" (PDF) . Компьютер . 11 (5). IEEE Computer Society: 84– 90. doi :10.1109/cm.1978.218190. S2CID  2023052. Расширение шины S-100 до 24 адресных бит и 16 бит данных было рекомендовано Дейвом Густавсоном. В настоящее время рассматривается, как именно это будет сделано.
  13. ^ Элмквист, Келлс А.; Фуллмер, Ховард; Густавсон, Дэвид Б.; Морроу, Джордж (июль 1979 г.). «Стандартная спецификация для устройств интерфейса шины S-100» (PDF) . Компьютер . 12 (7). IEEE Computer Society: 28– 52. doi :10.1109/mc.1979.1658813. S2CID  9797254.
  14. ^ abc Американский национальный стандарт: IEEE 696 Стандартные интерфейсные устройства . doi :10.1109/IEEESTD.1983.81971. ISBN 978-0-7381-4244-9.
  15. ^ Libes, Sol (май 1984). "S-100 Product Directory". Microsystems . 5 (5): 59. Однако нет сомнений, что рынок S-100 теперь можно считать зрелой отраслью с умеренным потенциалом роста по сравнению с рынком IBM PC-совместимых компьютеров.
  16. ↑ Бридинг, Гэри (январь–февраль 1984 г.). «Сетевые транзакции Cromemco Systems на хаотическом обмене». I/O News . 3 (6): 20. ISSN  0274-9998.
  17. ^ «ВВС США оснастят свои тактические истребительные эскадрильи системой планирования миссий». Aviation Week & Space Technology . 126 (22): 105. 1 июня 1987 г.
  18. ^ Libes, Sol (май 1984 г.). «S-100 Product Directory». Microsystems . 5 (5): 59. В то время как ранний рост рынка S-100 в основном опирался на любителей и первых пользователей персональных компьютеров, сейчас отрасль концентрируется на многопользовательских системах OEM и приложениях, требующих большей вычислительной мощности.
  19. ^ «CME использует Datacode для распространения данных о котировках среди трейдеров биржевого зала». WatersTechnology. 27 января 1992 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Автобус S-100» .
  • «S100 Computers», веб-сайт, содержащий множество фотографий карт, документации и истории
  • ""Cromemco" на базе микрокомпьютера S-100" Архивировано 10.02.2012 на Wayback Machine , изображения нескольких карт S-100 Роберта Кухмана
  • «Herb's S-100 Stuff», коллекция Герберта Джонсона по истории S-100
  • «Архив документации и руководств по шине IEEE-696 / S-100», коллекция руководств Говарда Харта по шине S-100
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=S-100_bus&oldid=1242630494"