Mikrokanalarchitektur

Micro Channel Architecture (MCA) war ein Eigentums-16- oder paralleler 32-Bit-Computerbus, der von IBM 1987 eingeführt ist, der auf PS/2 und andere Computer bis zur Mitte der 1990er Jahre verwendet wurde.

Hintergrund

Die Entwicklung des Mikrokanals wurde sowohl durch den technischen als auch durch Geschäftsdruck gesteuert.

Technologie

Der Bus von IBM AT, der später bekannt als der Bus von Industry Standard Architecture (ISA) geworden ist, hatte mehrere technische Designbeschränkungen, einschließlich:

  • Eine langsame Busgeschwindigkeit.
  • Eine begrenzte Zahl von Unterbrechungen, die in der Hardware befestigt sind.
  • Eine begrenzte Zahl von Eingabe/Ausgabe-Gerät-Adressen, die auch in der Hardware befestigt sind.
  • Festverdrahtete und komplizierte Konfiguration ohne Konfliktentschlossenheit.
  • Tiefe Verbindungen zur Architektur 80x86 Span-Familie

Außerdem hat es unter anderen Problemen gelitten:

  • Schlechtes Fundament und Macht-Vertrieb.
  • Undokumentierter Bus verbindet Standards, die sich zwischen Systemen und Herstellern geändert haben.

Diese Beschränkungen sind ernster als die Reihe von Aufgaben geworden, und Peripherie und die Zahl von Herstellern für IBM PC-compatibles, sind gewachsen. IBM untersuchte bereits den Gebrauch von RISC Verarbeitern in Tischmaschinen, und in der Theorie, konnte beträchtliches Geld sparen, wenn ein einzelner gut dokumentierter Bus über ihre komplette Computeraufstellung verwendet werden konnte.

Marketshare

Es wurde gedacht, dass durch das Schaffen eines neuen Standards IBM Kontrolle von Standards über das erforderliche Genehmigen wiedergewinnen würde. Da Patente drei Jahre nehmen können oder mehr jedoch gewährt zu werden, konnten nur diejenigen in Zusammenhang mit ISA lizenziert werden, als MCA bekannt gegeben wurde. Patente auf wichtigen Mikrokanaleigenschaften, wie Stecker und Spiel automatische Konfiguration, wurden IBM nicht gewährt, bis PCI MCA im Marktplatz ersetzt hatte.

Design

Die Architektur von IBM Micro Channel wurde vom Ingenieur Chet Heath entworfen.

Übersicht

MCA war in erster Linie ein 32-Bit-Bus, aber das System hat auch eine 16-Bit-Weise unterstützt, die entworfen ist, um die Kosten von Steckern und Logik in auf Intel gegründeten Maschinen wie IBM PS/2 zu senken.

Die Situation war nie so jedoch einfach, weil sowohl die 32-bit-als auch 16-Bit-Versionen am Anfang mehrere zusätzliche fakultative Stecker für Speicherkarten hatten, die auf eine riesige Zahl von physisch unvereinbaren Karten für das beigefügte Gedächtnis des Busses hinausgelaufen sind. Rechtzeitig hat sich Gedächtnis zum lokalen Bus der Zentraleinheit bewegt, dadurch das Problem beseitigend. Auf der Oberseite wurde Signalqualität als MCA hinzugefügter Boden und Macht-Nadeln außerordentlich verbessert und hat die Nadeln eingeordnet, um Einmischung zu minimieren; ein Boden oder eine Versorgung wurden innerhalb von 3 Nadeln jedes Signals dadurch gelegen.

Eine andere Stecker-Erweiterung wurde für Grafikkarten eingeschlossen. Diese Erweiterung wurde für die analoge Produktion von der Videokarte verwendet, die dann durch den Systemausschuss zur eigenen Monitor-Produktion des Systems aufgewühlt wurde. Der Vorteil davon bestand darin, dass Mikrokanalsystemausschüsse einen grundlegenden VGA oder MCGA Grafiksystem an Bord haben konnten, und höhere Niveau-Grafik (XGA oder andere Gaspedal-Karten) dann denselben Hafen teilen konnte. Die Erweiterungskarten sind dann im Stande gewesen, frei vom 'Vermächtnis' VGA Weisen zu sein, das Grafiksystem an Bord, wenn erforderlich, stärkend, und einen einzelnen Systemvorstandsstecker für die Grafik erlaubend, die befördert werden konnte.

MCA Karten haben auch einen einzigartigen, softwarelesbaren 16-Bit-Personalausweis gezeigt, der die Basis eines frühen Steckers und Spiel-Systems gebildet hat. Der BIOS und/oder OS können Personalausweise lesen, sich gegen eine Liste bekannter Karten vergleichen, und automatische Anlagenkonfiguration durchführen, um zu passen. Das hat geführt, um Misserfolge zu starten, wodurch ein älterer BIOS keine neuere Karte anerkennen würde, einen Fehler beim Anlauf verursachend. Der Reihe nach hat das verlangt, dass IBM aktualisierte Bezugsplatten (Das CMOS Einstellungsdienstprogramm) regelmäßig veröffentlicht hat. Eine ziemlich ganze Liste bekannter Personalausweise ist verfügbar (sieh Außenverbindungsabteilung). Um diese Bezugsplatten zu begleiten, waren Dateien der AUTOMATISCHEN PEILANLAGE, die durch den CMOS gelesen wurden, der der Reihe nach Konfigurationsauskunft für die Karte gegeben hat. Die AUTOMATISCHE PEILANLAGE war eine einfache Textdatei, Information über das Speicherwenden und Unterbrechungen der Karte enthaltend.

Datenübertragung

Die grundlegende Datenrate von MCA wurde von 8 MHz bis 10 MHz von ISA vergrößert. Das kann eine bescheidene Zunahme in Bezug auf die Uhr-Rate gewesen sein, aber die größere Busbreite, die mit einem hingebungsvollen Buskontrolleur verbunden ist, der Platzen-Weise-Übertragungen verwertet hat, hat bedeutet, dass wirksamer Durchfluss bis zu fünfmal schneller war als ISA. Für schnellere Übertragungen konnte der Adressbus für Daten wiederverwendet werden, weiter die wirksame Breite des Busses vergrößernd. Ungefähr 40 MB/s des Durchflusses wurden beobachtet (das theoretische Maximum für MCA war 66 MB/s), obwohl einige höhere Durchfluss-Funktionen des Mikrokanalbusses auf Karten nicht am Anfang unterstützt wurden, die auf einer Plattform von Intel funktionieren.

Mit dem meisternden Bus konnte jede Karte mit einem anderen direkt sprechen. Diese erlaubte Leistung, die der Zentraleinheit unabhängig war. Ein potenzieller Nachteil des Mehrmaster-Designs war die möglichen Kollisionen, wenn mehr als eine Karte dem Busmaster versuchen würde, aber MCA hat eine Schiedseigenschaft eingeschlossen, um für diese Situationen zu korrigieren, und hat auch einem Master erlaubt, eine Platzen-Weise zu verwenden. MCA Karten hatten ganze Kontrolle für bis zu 12 Millisekunden. Das war lang genug, um die maximale Zahl anderer Geräte auf dem Bus zum Puffer inbound Daten von over-runnable Geräten wie Band und Kommunikationen zu erlauben.

Vielfache Busmaster-Unterstützung und verbesserte Schlichtung bedeuten, dass solche mehreren Geräte koexistieren und den Systembus teilen konnten. MCA Busmaster fähige Geräte kann sogar den Bus verwenden, um direkt mit einander (Gleicher zu sprechen, um zu spähen), mit Geschwindigkeiten schneller als die Systemzentraleinheit ohne jedes andere Systemeingreifen. In der Theorie konnten MCA Systeme wie Großrechner mit nur der Hinzufügung intelligenter Master ohne periodisches Bedürfnis ausgebreitet werden, den Hauptverarbeiter zu befördern.

Schiedserhöhung sichert besseren Systemdurchfluss, da Kontrolle effizienter passiert wird. Fortgeschrittene Unterbrechungsbehandlung verweist auf den Gebrauch des Niveaus empfindliche Unterbrechungen, Systembitten zu behandeln. Anstatt einer hingebungsvollen Unterbrechungslinie können mehrere Linien geteilt werden, um möglichere Unterbrechungen zur Verfügung zu stellen, die ISA-Busunterbrechungslinienkonfliktprobleme richtend.

Alle Unterbrechungsbitte-Signale waren auf MCA Erlauben jeder Karte auf dem Bus "öffentlich", als ein Eingabe/Ausgabe-Verarbeiter für den direkten Dienst von Eingabe/Ausgabe-Gerät-Unterbrechungen zu fungieren. ISA hatte die ganze Verarbeitung auf gerade die Zentraleinheit des Systems beschränkt. Ebenfalls waren Busmaster-Bitte und Bewilligungssignale öffentlich, solch, dass Bus angehaftet hat, konnten Geräte Latenz kontrollieren, um innere Pufferung für Eingabe/Ausgabe-Verarbeiter zu kontrollieren. Diese Eigenschaften wurden für PCI nicht angenommen, die ganze Eingabe/Ausgabe-Unterstützung verlangend, einzigartig aus dem Systemvorstandsverarbeiter zu kommen.

Die MCA Endhauptverbesserung war POS, die Programmierbare Ausgesuchte Auswahl, der der ganzen Einstellung erlaubt hat, in der Software stattzufinden. Diese Eigenschaft wird jetzt als selbstverständlich betrachtet, aber in der Zeit war die Einstellung eine riesige lästige Arbeit für ISA Systeme. POS war ein einfaches System, das Gerät-Personalausweise in firmware eingeschlossen hat, den die Fahrer im Computer haben interpretieren sollen. Diese Softwarekonfiguration ist als Stecker-Und-Spiel heute bekannt.

Empfang

Mikrokanalarchitektur wurde zuerst am Start PS/2 Reihe 1987, mit drei aus vier der neuen Maschinen eingeführt, die es zeigen. Sein Gebrauch in IBM hat sich zum RS/6000, ALS/400, und schließlich zu IBM 9370 systemes - kleinste Mitglieder der Reihe des Systems/370 ausgebreitet.

NCR Corporation hat MCA umfassend angenommen - sie haben entworfen und haben Hochleistungspersonalcomputer, Arbeitsplatz und Server-Plattformen gebaut, die MCA, einschließlich ihrer eigenen MCA-basierten Logik componentry, einschließlich SCSI, Grafik, Netzwerkanschlusses, und Audio-unterstützen. Eine kleine Anzahl von anderen Herstellern, einschließlich Aprikose, Kleinen engen Tales, Tandys, Forschungsmaschinen und Olivettis hat es, aber nur für einen Teil ihrer PC-Reihe angenommen.

Es ist bald klar geworden, dass, obwohl MCA eine riesige technische Verbesserung über ISA war, seine Einführung und Marketing durch IBM schlecht behandelt wurden.

IBM hatte Patente auf MCA Systemeigenschaften und hat verlangt, dass MCA Systemhersteller eine Lizenzgebühr - und aktiv verfolgte Patente bezahlt haben, um Dritte davon zu blockieren, Durchführungen ohne Lizenz davon zu verkaufen. Der PC-Klon-Markt hat Lizenzgebühren IBM nicht bezahlen wollen, um diese neue Technologie zu verwenden, und für Tischmaschinenverkäufer des PCS-compatibles größtenteils bei den 16 Bit am BUS, (umarmt und umbenannt als ISA geblieben ist, um IBM "AN" der Handelsmarke zu vermeiden), und manuelle Konfiguration, obwohl der VESA Lokale Bus für Intel '486 Maschinen kurz populär war.

Für Server waren die technischen Beschränkungen des alten ISA, und gegen Ende 1988 die "Bande Neun zu groß" geführt von Compaq, hat einen konkurrierenden hohen Leistungsbus - Extended Industry Standard Architecture (EISA) bekannt gegeben. Diese angebotene ähnliche Leistung Vorteile für den Mikrokanal, aber mit dem Zwillingsvorteil des im Stande Seins, ältere ISA Vorstands-zu akzeptieren, und frei von der Kontrolle von IBM zu sein.

Seit mehreren Jahren haben EISA und MCA damit in der Server-Arena gekämpft, aber 1996 IBM effektiv zugegebener Misserfolg, als sie selbst einige EISA Busserver erzeugt haben.

Innerhalb von ein paar Jahren seiner Ankunft 1992 hatte PCI Mikrokanal, EISA und VESA größtenteils ersetzt.

Karten

Vergrößerungskarten für den Mikrokanalbus haben normalerweise grafischen Arbeitsplatz des hohen Endes oder Server-Voraussetzungen, mit SCSI, Ethernet, 5250 und 3270 Verbindungen ins Visier genommen.

Gesunde Karten

Sehr wenige MCA-Ton-Karten wurden jemals erzeugt. Einige Beispiele schließen ein:

  • Gold von AdLib 2000MC
  • Ton von ChipChat 16
  • Ton von ChipChat 32
  • Kreativer Laboratorium-Ton Blaster MCV, SKU:CT5320
  • Kreativer Laboratorium-Ton Blaster Pro 2 MCV, SKU:CT5330
  • IBM Audiovation, SKU: 92G7463, 92G7464
  • Roland MPU-IMC

Siehe auch

Außenverbindungen


Hugh Trevor-Roper / Drachten
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