Szyna S-100 - S-100 bus

Inne zastosowania, patrz S-100 (ujednoznacznienie) .
Autobus S-100
Cromemco Blitz Bus.jpg
Rok utworzenia 1974 ; 47 lat temu ( 1974 )
Stworzone przez Ed Roberts
Szerokość w bitach 8

S-100 magistrali lub autobus Altair , IEEE696 -1983 (cofnięte) , jest wczesne magistrali komputera zaprojektowane w 1974 części Altairze 8800 . S-100 autobus średnia pierwszy przemysł rozszerzenie magistrali dla przemysłu mikrokomputera. Komputery S-100 , składające się z procesora i kart peryferyjnych, były produkowane przez wielu producentów. S-100 autobus stanowiły podstawę dla komputerów homebrew których budowniczowie (np Homebrew Computer Club ) zaimplementowane sterowniki dla CP / M i MP / M . Te mikrokomputery S-100 obejmowały gamę od zabawek hobbystów do stacji roboczych dla małych firm i były powszechne we wczesnych komputerach domowych aż do pojawienia się IBM PC .

Harry Garland i Roger Melen , współzałożyciele Cromemco , posiadający płytę montażową S-100 (1981)

Architektura

S-100 magistrali jest pasywny płyta montażowa 100-stykowych obwód drukowany złącza krawędzi płyty połączone równolegle. Do tych złączy podłączane są karty obwodów o wymiarach 5 × 10 cali pełniące funkcje procesora, pamięci lub interfejsu I/O. Definicje sygnału magistrali ściśle odpowiadają tym z systemu mikroprocesorowego 8080, ponieważ mikroprocesor Intel 8080 był pierwszym mikroprocesorem hostowanym na magistrali S-100 . 100 linii magistrali S-100 można podzielić na cztery typy: 1) Zasilanie, 2) Dane, 3) Adres i 4) Zegar i sterowanie.

Zasilanie dostarczane przez magistralę jest masowo nieregulowane +8 V DC i ±16 V DC, zaprojektowane do regulacji na kartach do +5 V (używane przez układy TTL ), -5 V i +12 V dla układów scalonych procesora Intel 8080 , ± Układy scalone sterownika linii 12 V RS-232 , +12 V dla silników dysków. Regulacja napięcia na pokładzie jest zwykle wykonywana przez urządzenia z rodziny 78xx (na przykład urządzenie 7805 wytwarzające +5 woltów). Były to regulatory liniowe, które są powszechnie montowane na radiatorach.

Dwukierunkowa 8-bitowa magistrala danych procesora Intel 8080 jest podzielona na dwie jednokierunkowe 8-bitowe magistrale danych. Procesor mógł używać tylko jednego z nich na raz. Sol-20 stosowany wariant, który miał tylko jeden 8-bitową magistralę i użył teraz-nieużywane szpilki jako podstawy sygnału w celu ograniczenia szumów elektronicznych . Kierunek wjazdu lub wyjazdu szyny sygnalizowany był za pomocą nieużywanego w innym przypadku pinu DBIN. Stało się to powszechne również na rynku S-100 , przez co drugi autobus stał się zbędny. Później te dwie 8-bitowe magistrale zostaną połączone, aby obsłużyć 16-bitową szerokość danych dla bardziej zaawansowanych procesorów, wykorzystując system Sol do sygnalizowania kierunku.

Szyna adresowa ma szerokość 16 bitów w początkowej implementacji, a później została rozszerzona do szerokości 24 bitów. Sygnał sterujący magistralą może wprowadzić te linie w stan trójstanowy , aby umożliwić bezpośredni dostęp do pamięci. Na przykład Cromemco Dazzler to wczesna karta S-100 , która pobierała cyfrowe obrazy z pamięci za pomocą bezpośredniego dostępu do pamięci.

Sygnały zegarowe i sterujące służą do zarządzania ruchem w autobusie. Na przykład, linia DO Disable będzie tristanowała linie adresowe podczas bezpośredniego dostępu do pamięci. Nieprzypisane linie oryginalnej specyfikacji magistrali zostały później przypisane do obsługi bardziej zaawansowanych procesorów. Na przykład procesor Zilog Z-80 ma niemaskowaną linię przerwań , której nie ma procesor Intel 8080. Jedna nieprzypisana linia magistrali S-100 została następnie ponownie przypisana do obsługi żądania przerwania niemaskowanego.

Historia

Płyta procesorowa Cromemco XXU, wprowadzona na rynek w 1986 roku. Przy 16,7 MHz jest to najszybszy procesor, jaki kiedykolwiek opracowano dla magistrali S-100 . Wykorzystuje procesor Motorola 68020 z koprocesorem 68881 i 16 KB szybkiej pamięci podręcznej. Ten procesor jest używany w komputerze Cromemco CS-250, szeroko stosowanym przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych.

Podczas projektowania Altaira sprzęt potrzebny do stworzenia użytecznej maszyny nie był dostępny na czas przed premierą w styczniu 1975 roku. Projektant Ed Roberts również miał problem z tym, że płyta montażowa zajmowała zbyt dużo miejsca. Próbując uniknąć tych problemów, umieścił istniejące komponenty w obudowie z dodatkowymi „gniazdami”, aby brakujące komponenty można było później podłączyć, gdy staną się dostępne. Płyta montażowa jest podzielona na cztery oddzielne karty, z procesorem na piątym. Następnie szukał niedrogiego źródła złączy i natknął się na dostawę wojskowych 100-pinowych złączy krawędziowych . Magistrala 100-pinowa została stworzona przez anonimowego rysownika, który wybrał złącze z katalogu części i arbitralnie przypisał nazwy sygnałów do grup pinów złącza.

Rozwijający się przemysł „klonów” nastąpił po wprowadzeniu Altaira w 1975 roku. Większość z nich wykorzystywała ten sam układ autobusów co Altair, tworząc nowy standard branżowy. Firmy te zostały zmuszone do określania systemu jako „autobus Altair” i chciały mieć inną nazwę, aby uniknąć odwoływania się do konkurenta podczas opisywania własnego systemu. Nazwa „ S-100 ”, skrót od „Standard 100”, została ukuta przez Harry'ego Garlanda i Rogera Melena , współzałożycieli Cromemco . Podczas lotu, aby wziąć udział w konferencji mikrokomputerowej Atlantic City PC '76 w sierpniu 1976 roku, dzielili kabinę z Bobem Marshem i Lee Felsensteinem z Processor Technology . Melen podeszła do nich, aby przekonać ich do przyjęcia tego samego imienia. W ręku trzymał piwo, a kiedy samolot uderzył w wyboj, Melen wylała trochę piwa na Marsh. Marsh zgodził się użyć imienia, które Melen przypisuje mu, chcąc skłonić Melena do wyjścia z piwem.

Termin ten pojawił się po raz pierwszy w druku w reklamie Cromemco w listopadowym numerze magazynu Byte z listopada 1976 roku . Pierwsze sympozjum na temat autobusu S-100 , moderowane przez Jima Warrena , odbyło się 20 listopada 1976 w Diablo Valley College z panelem składającym się z Harry'ego Garlanda , George'a Morrowa i Lee Felsensteina . Zaledwie rok później magistrala S-100 została opisana jako „najczęściej używany standard magistrali, jaki kiedykolwiek powstał w branży komputerowej”.

Cromemco było największym producentem S-100 , a następnie Vector Graphics i North Star Computers . Innymi innowatorami były firmy takie jak Alpha Microsystems , IMS Associates, Inc. , Godbout Electronics (później CompuPro ) i Ithaca Intersystems . W maju 1984 r. firma Microsystems opublikowała obszerny katalog produktów S-100 zawierający ponad 500 produktów „ S-100 /IEEE-696” z ponad 150 firm.

W S-100 sygnały magistrali były proste, aby utworzyć przy użyciu 8080 CPU, ale coraz mniej, więc podczas korzystania z innych procesorów, takich jak przestrzeń 68000. Więcej płyta została zajęta przez logikę konwersji sygnału. Niemniej jednak do 1984 roku na magistrali S-100 znajdowało się jedenaście różnych procesorów , od 8-bitowego Intel 8080 do 16-bitowego Zilog Z-8000 . W 1986 roku Cromemco wprowadziło kartę XXU, zaprojektowaną przez Eda Lupina, wykorzystującą 32-bitowy procesor Motorola 68020 .

Standard IEEE-696

Gdy autobus S-100 nabrał rozpędu, pojawiła się potrzeba opracowania formalnej specyfikacji autobusu, aby zapewnić kompatybilność produktów wytwarzanych przez różnych producentów. Zaistniała również potrzeba rozszerzenia magistrali, aby mogła obsługiwać procesory o większej wydajności niż Intel 8080 używany w oryginalnym komputerze Altair. W maju 1978 roku George Morrow i Howard Fullmer opublikowali „Proponowany standard dla autobusu S-100 ”, zauważając, że 150 dostawców już dostarcza produkty dla autobusu S-100 . Ten proponowany standard dokumentował 8-bitową ścieżkę danych i 16-bitową ścieżkę adresową magistrali i stwierdzał, że rozważano rozszerzenie ścieżki danych do 16 bitów i ścieżki adresowej do 24 bitów.

W lipcu 1979 roku Kells Elmquist, Howard Fullmer, David Gustavson i George Morrow opublikowali „Standardową specyfikację urządzeń interfejsu magistrali S-100 ”. W tej specyfikacji ścieżka danych została rozszerzona do 16 bitów, a ścieżka adresowa została rozszerzona do 24 bitów. IEEE 696 grupa robocza pod przewodnictwem Marka Garetz, rozwijał specyfikację który został zaproponowany jako standard IEEE i zatwierdzony przez IEEE Computer Society w dniu 10 czerwca 1982 roku.

American National Standards Institute (ANSI) zatwierdzony standard IEEE w dniu 8 września 1983 roku Struktura Bus komputerowy opracowany przez Eda Robertsa dla komputera Altair 8800 został przedłużony, ściśle udokumentowane, a teraz oznaczony jako American National Standard IEEE Std 696- 1983.

Emerytura

Regały firmy Cromemco S-100 Systems na Chicago Mercantile Exchange w 1984 r.

IBM wprowadził komputer osobisty IBM w 1981 r., a następnie wprowadził modele o coraz większych możliwościach: XT w 1983 r. i AT w 1984 r. Sukces tych komputerów głęboko wbił się w rynek produktów z magistralą S-100 . W maju 1984 r. Sol Libes (który był członkiem grupy roboczej IEEE-696) napisał w Microsystems : „nie ma wątpliwości, że rynek S-100 można teraz uznać za dojrzały przemysł o jedynie umiarkowanym potencjale wzrostu, w porównaniu do rynek kompatybilny z IBM PC".

W miarę jak produkty IBM PC zajęły najniższy poziom na rynku, maszyny S-100 zostały przeskalowane do bardziej wydajnych systemów OEM i systemów wieloużytkownikowych. Banki komputerów magistrali S-100 były używane na przykład do przetwarzania transakcji na Chicago Mercantile Exchange; Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych wdrożyły maszyny autobusowe S-100 do swoich systemów planowania misji. Jednak w latach 80-tych rynek autobusów S-100 dla hobbystów, do użytku osobistego, a nawet dla małych firm, słabł.

Rynek produktów z magistralą S-100 nadal się kurczył we wczesnych latach 90., gdy komputery kompatybilne z IBM stały się bardziej wydajne. Na przykład w 1992 roku Chicago Mercantile Exchange wymieniła swoje komputery z magistralą S-100 na model IBM PS/2 . Do 1994 roku branża magistrali S-100 zakontraktowała się na tyle, że IEEE nie widział potrzeby dalszego wspierania standardu IEEE-696. Standard IEEE-696 został wycofany 14 czerwca 1994 roku.

Bibliografia

Zewnętrzne linki