Přeskočit na obsah

Micro Channel Architecture

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
ikona
Tato stránka je právě ve výstavbě nebo prochází rozsáhlou přestavbou
Jste zváni, abyste s touto činností pomohli vlastními editacemi. Vyhledejte v historii vkladatele, nebo nahlédněte do diskuse, pokud se chcete seznámit s jeho představou o budoucí koncepci stránky. Pokud stránku právě editujete, zvláště v případě, že editace trvá jen krátkou dobu, použijte raději šablonu {{Pracuje se}}, abyste zabránili editačním konfliktům.
Tato šablona je určena pro užití v řádu dní. Pokud od poslední editace uplynula doba delší než týden, neváhejte šablonu odstranit.

Šablona:Infobox Sběrnice Micro Channel Architecture nebo zkráceně MCA je označení pro proprietální 16 nebo 32-bitovou sběrnici vytvořenou v 80. letech společností IBM. Architektura MCA byla poprvé představena spolu s řadou počítačů IBM PS/2 a později byla použita v RISCových systémech IBM RS/6000 a dalších. MCA se měla stát nástupcem již nedostačující ISA sběrnice, nikdy se však mimo proprietální systémy společnosti IBM příliš nerozšířila. Jako alternativa k MCA vznikla 32-bitová sběrnice EISA a později také lokální 32-bitová sběrnice VL-bus. S nástupem počítačů založených na procesorech třídy Intel Pentium byly uvedené sběrnice včetně MCA postupně nahrazeny sběrnicí PCI.[p 1]

Pozadí technologie

Vývoj architektury MCA byl motivován jak technickým tak obchodním tlakem.

Technické hledisko

Osobní počítače od doby svého vzniku doznaly značného pokroku v oblasti procesorů, operačních i externích pamětí a dalších periferií, avšak sběrnice, která jednotlivé komponenty propojuje, za tímto vývojem značně zaostávala. K dispozici byla prakticky pouze 16-bitová sběrnice ISA, která však technologicky vychází z ještě starší sběrnice AT-bus, od které zdědila řadu vlastností a omezení. S nástupem 32-bitových procesorů 80386 a výkonnějších periferií již ISA přestávala stačit požadavkům kladeným na rozšiřující sběrnici. Mezi nejvíce limitující vlastnosti patří například:

  • Nízká propustnost (šířka pásma) sběrnice (maximálně 8MB/s) [p 2]
  • Omezený počet hardwarových přerušení (IRQ)
  • Omezený počet adres pro mapování I/O registrů zařízení
  • Chybějící schopnost konfigurovat připojená zařízení a řešit jejich vzájemné konflikty (obojí bylo nutno provádět ručně)
  • Závislost sběrnice na architektuře 80x86 [p 3]

Obchodní hledisko

Návrh

Pozice klíčů na 16 a 32bitových MCA kartách a slotech

Za návrhem architektury Micro Channel stál Chet Heath, senior inženýr společnosti IBM.[1][2]

Obecný přehled

MCA byla primárně navržena jako 32-bitová sběrnice, ale součástí návrhu je i 16-bitová varianta, jejímž hlavním cílem bylo snížení nákladů na konektory a logiku pro méně náročné komponenty a systémy založené na platformě Intel 80x86, jako například některé modely řady IBM PS/2.

Situace nebyla nikdy tak jednoduchá, nicméně obě varianty, jak 32-bitová tak 16-bitová měly zpočátku řadu dalších volitelných rozšíření konektoru pro paměťové karty, které vyústily v obrovském množství fyzicky nekompatibilních MCA karet. Na druhou stranu, se kvalita signálu výrazně zlepšila MCA přidal zemnící a napájecí pin a zařadil kolíky pro minimalizaci rušení. Další konektor rozšíření byl pro grafické karty. Toto rozšíření bylo použito pro analogový výstup z grafické karty, který vedl přes základní desku do systému. Výhodou bylo, že Micro desky Channel mohly mít základní VGA nebo MCGA grafický systém a na vyšší úrovni grafiku v rozlišení XGA nebo jiné akcelerátory) by pak mohly sdílet stejný port. Add-on karty pak mohli být bez grafických režimů VGA , využití on-board grafický systém v případě potřeby, a dovolit jediné systémové desky konektoru pro grafiku, které by mohly být rozšířeny. MCA karty také představovali jedinečný 16-bitový software, čitelný identifikátor, který tvořil základ raném plug and play systému. BIOS a/nebo OS můžete přečíst ID, porovnat se seznamem známých karet, a provést automatickou konfiguraci systému tak, aby vyhovovaly. To vedlo k zavedení selhání kdy starší BIOS nepozná novější kartu, což způsobuje chybu při spuštění. Podle pořadí, toto vyžadovalo IBM k vydání aktualizovaných referenčních disků v CMOS Setup Utility) na pravidelném základě. Docela kompletní seznam známých ID je k dispozici. Doprovázejí tyto referenční disky soubory ADF, které byly čteny CMOS, což podle informace o konfiguraci karty. ADF je jednoduchý textový soubor, obsahující informace o kartě, paměti adresování a přerušení.

Přenos dat

Základní rychlost přenosu dat z MCA byla zvýšena z 8 MHz ISA do 10 MHz. To může být mírný nárůst z hlediska rychlosti hodin, ale větší šířka sběrnice, spolu se speciálním BUS řadičem, který využíval režim Burst Mode převody, znamenal, že efektivní propustnost je až pětkrát rychlejší než ISA. Pro rychlejší přenosy adresové sběrnice mohou být znovu použity data, což dále zvyšuje efektivní šířku sběrnice. Kolem 40MB/s propustnosti byl pozorován (teoretické maximum pro MCA byla 66 MB/s), i když některé vyšší výkony funkce Microchannel bus nebyly zpočátku podporovány karty provozovaných na platformě Intel. Díky ovládání sběrnice, může každá karta mluvit do druhé přímo. To umožnilo výkon, který byl nezávislý na procesoru. Jeden potenciální nevýhodou multi-master designu bylo možné kolize, kdy více než jedna karta se pokusí busmaster, ale MCA včetně arbitrážní funkci k nápravě těchto situacích a také dovolil, aby velitel používat roztržení-mode . MCA karty měly úplnou kontrolu až 12 milisekund. To bylo dlouho dost dovolit maximální počet dalších zařízení na sběrnici do bufferu příchozích dat z over-runnable zařízení, jako jsou pásky a komunikace. Vícenásobné bus-master podpora a zlepšení rozhodčí znamená, že několik takových zařízení mohou koexistovat a sdílet systémovou sběrnici. MCA bus-master-schopné zařízení mohou používat i autobus mluvit přímo se navzájem (peer to peer) rychlostí rychleji než CPU systému, bez jakéhokoli dalšího zásahu systému. Rozšíření zajišťuje lepší propustnost systému, protože řízení předává efektivněji. Rozšířené přerušení manipulace se odkazuje na použití citlivých přerušení systémový požadavků. Všechny požadaveky přerušení byly na MCA povolováním jakékoli karty v BUS, aby fungovaly jako I/O procesoru pro přímé přerušení provozu I/O zařízení. ISA omezila všechny takové zpracování jen v systému CPU. Tyto vlastnosti nebyly přijaty pro PCI, vyžadující všechny I/O podporu přijít jednoznačně z procesoru na základní desku. Finální MCA zlepšení bylo POS , Programovatelný Option Select , který umožnil všem nastavením možnost konat se v softwaru. Tato funkce je dnes považována za samozřejmost, ale v té době instalace byla obrovská fuška pro systémy ISA. POS byl jednoduchý systém, který zahrnoval ID zařízení ve firmwaru, který řidiči v počítači měli interpretovat. Tento software konfigurace je známý jako plug-and-play dnes.

Poznámky

  1. ↑ Sběrnice PCI se objevila již v době procesorů řady 80486 a poměrně dlouhou dobu byly systémy založené na sběrnici PCI doplňovány o několik slotů sběrnice ISA či EISA. Hlavním důvodem byla snaha o zachování zpětné kompatibility a možnost jejího použití pro méně náročné komponenty jako je zvuková karta či modem.
  2. ↑ Jedná se o teoretickou maximální šířku pásma při datové šířce 16 bitů taktu 8 MHz a nejméně 2 cyklech na přenos.
  3. ↑ Sběrnice ISA byla mimo počítače založené na procesorech řady 80x86 použita jen velmi zřídka. Výjimku tvoří systémy IBM RT/PC, BeBox, a některé systémy řady DEC AlphaServer.

Příbuzné články

Reference

  1. ↑ "IBM Wild Duck Flies South", John C. Dvorak, 4/09/2001
  2. ↑ "Why MCA?"

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Micro Channel architecture na anglické Wikipedii.

Literatura

  • Scott Mueller: Osobní počítač - upgrade, servis a opravy, Computer Press, 1999; ISBN 80-7226-166-5.

Externí odkazy

Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Micro_Channel_Architecture&oldid=8925322“