Войти
| Архитектура микроканала | |
 32-битная графическая карта IBM XGA-2 | |
| Год создания | 1987; 33 года назад (1987) |
|---|---|
| Создано | IBM |
| Заменено | ISA |
| Заменено | PCI (1993) |
| Ширина в битах | 16 или 32 |
| Скорость | 10 МГц |
| Стиль | Параллельный |
| Интерфейс горячего подключения | no |
| Внешний интерфейс | no |
Архитектура Micro Channel или Micro Channel шина, была проприетарной 16- или 32-битной параллельной компьютерной шиной, представленной IBM в 1987 году, который использовался на PS / 2 и других компьютерах до середины 1990-х годов. Его название обычно сокращается как «MCA», но не IBM. В продуктах IBM она заменила шину ISA, а сама впоследствии была заменена архитектурой шины PCI.
Развитие Micro Channel было обусловлено как техническими, так и деловыми проблемами.
Шина IBM AT, которая позже стала известна как шина Промышленной стандартной архитектуры (ISA), имела ряд технических решений. Ограничения, в том числе:
Кроме того, оно страдает от других проблем:
Эти ограничения становились все более серьезными по мере того, как росло количество задач и периферийных устройств, а также количество производителей, совместимых с IBM PC. IBM уже исследовала возможность использования процессоров RISC в настольных машинах и теоретически могла бы сэкономить значительные деньги, если бы одну хорошо задокументированную шину можно было использовать во всей линейке компьютеров.
Считалось, что, создав новый стандарт, IBM вернет контроль над стандартами через необходимое лицензирование. Однако, поскольку для выдачи патентов может потребоваться три года или больше, на момент объявления Micro Channel можно было лицензировать только те, которые относятся к ISA. Патенты на важные функции Micro Channel, такие как автоматическая конфигурация Plug and Play, не были предоставлены IBM до тех пор, пока PCI не заменила Micro Channel на рынке. Общее признание и влияние Micro Channel на мировом рынке ПК были незначительными.
CHIPS P82C612 в пакете PLCC Архитектура Micro Channel была разработана инженером. Многие карты Micro Channel, которые были разработаны, использовали контроллер интерфейса CHIPS P82C612 MCA; позволяет упростить реализацию MCA.
16-битная сетевая карта IBM 83X9648 Микроканал в основном был 32-битной шиной, но система также поддерживала 16-битную режим, предназначенный для снижения стоимости разъемов и логики в машинах на базе Intel, таких как IBM PS / 2.
Однако ситуация никогда не была такой простой, поскольку как 32-разрядная, так и 16-разрядная версии изначально имели количество дополнительных опциональных разъемов для карт памяти, что привело к появлению огромного количества физически несовместимых карт для подключенной к шине памяти. Со временем память переместилась на локальную шину ЦП, что устранило проблему. С другой стороны, качество сигнала было значительно улучшено, поскольку Micro Channel добавил контакты заземления и питания и расположил контакты для минимизации помех; Таким образом, земля или источник питания располагались в пределах 3 контактов от каждого сигнала.
Еще одно удлинение разъема было включено для видеокарт. Это расширение использовалось для аналогового вывода с видеокарты, который затем направлялся через системную плату на собственный выход монитора системы. Преимущество этого заключалось в том, что системные платы Micro Channel могли иметь на плате базовую графическую систему VGA или MCGA и графику более высокого уровня (XGA или другие карты ускорителя.) может использовать один и тот же порт. После этого на дополнительных картах можно было не использовать «устаревшие» режимы VGA, при необходимости использовать встроенную графическую систему и использовать один разъем системной платы для графики, которую можно было модернизировать.
Карты Micro Channel также имели уникальный 16-битный программно-читаемый идентификатор, который лег в основу ранней системы plug and play. BIOS и / или ОС могут считывать идентификаторы, сравнивать их со списком известных карт и выполнять автоматическую настройку системы. Это приводило к сбоям при загрузке, в результате чего старый BIOS не распознавал новую карту, что приводило к ошибке при запуске. В свою очередь, это потребовало от IBM регулярно выпускать обновленные справочные диски (CMOS Setup Utility). Доступен довольно полный список известных идентификаторов (см. Раздел «Внешние ссылки»). К этим эталонным дискам прилагались файлы ADF, которые считывались программой установки, которая, в свою очередь, предоставляла информацию о конфигурации карты. ADF представлял собой простой текстовый файл, содержащий информацию об адресации памяти карты и прерываниях.
Хотя карты MCA стоят почти вдвое дороже сопоставимых карт, отличных от MCA, маркетологи подчеркнули, что любой пользователь может легко обновить или добавить дополнительные карты к своему ПК, что позволяет сэкономить значительные средства технического специалиста. В этой критически важной области самым большим преимуществом архитектуры Micro Channel был также ее самый большой недостаток и одна из основных причин ее упадка. Чтобы добавить новую карту (видео, принтер, память, сеть, модем и т. Д.), Пользователь просто вставлял карту MCA и вставлял настраиваемую дискету (которая поставлялась с ПК), чтобы новая карта автоматически вставлялась в исходное оборудование. вместо того, чтобы привлекать дорогостоящего обученного специалиста, который мог бы вручную внести все необходимые изменения. Все варианты прерываний (часто вызывающая недоумение) и другие изменения производились автоматически, когда ПК считывал старую конфигурацию с дискеты, что вносило необходимые изменения в программное обеспечение, а затем записывало новую конфигурацию на дискету. На практике, однако, это означало, что пользователь должен иметь ту же дискету, соответствующую этому компьютеру. Для небольшой компании с несколькими ПК это было неприятно, но практично. Но для крупных организаций с сотнями или даже тысячами ПК постоянное сопоставление каждого ПК с его собственной дискетой было логистически маловероятным или невозможным. Без оригинальной обновленной дискеты нельзя было вносить изменения в карты ПК. После того, как этот опыт повторился тысячи раз, руководители предприятий осознали, что их мечта о простом обновлении не работает в корпоративном мире, и они искали лучший процесс.
Базовая скорость передачи данных микроканала была увеличена с 8 МГц до 10 МГц для ISA. Возможно, это было небольшое увеличение тактовой частоты, но большая ширина шины в сочетании с выделенным контроллером шины, который использовал пакетный режим передачи, означала, что эффективная пропускная способность была в пять раз выше, чем у ISA. Для более быстрой передачи адресная шина может быть повторно использована для данных, дополнительно увеличивая эффективную ширину шины. В то время как частота 10 МГц обеспечивала пропускную способность 40 МБ / с при 32-битной ширине, более поздние модели машин RS / 6000 увеличили скорость передачи данных до 20 МГц, а пропускную способность до 80 МБ / с. Некоторые функции с более высокой пропускной способностью шины Micro Channel были доступны только для платформы RS / 6000 и изначально не поддерживались на картах, работающих на платформе Intel.
С управлением шиной каждая карта могла поговорите с другим напрямую. Это позволяло работать независимо от процессора. Одним из потенциальных недостатков конструкции с несколькими мастерами были возможные коллизии, когда более одной карты пытались подключиться к шине, но Micro Channel включал функцию арбитража для исправления этих ситуаций, а также позволял мастеру использовать пакетный режим .. Карты Micro Channel имели полный контроль до 12 миллисекунд. Этого времени было достаточно, чтобы максимальное количество других устройств на шине могло буферизовать входящие данные от перегружаемых устройств, таких как ленты и средства связи.
Поддержка нескольких мастеров шины и улучшенный арбитраж означает, что несколько таких устройств могут сосуществовать и совместно использовать системную шину. Устройства с поддержкой шины Micro Channel могут даже использовать шину для непосредственного общения друг с другом (одноранговая сеть) на скоростях, превышающих скорость системного ЦП, без какого-либо другого вмешательства системы. Теоретически системы с архитектурой Micro Channel могут быть расширены, как и мэйнфреймы, только с добавлением интеллектуальных мастеров, без периодической необходимости обновлять центральный процессор.
Улучшение арбитража обеспечивает лучшую пропускную способность системы, так как управление передается более эффективно. Расширенная обработка прерываний относится к использованию прерываний, чувствительных к уровню, для обработки системных запросов. Вместо выделенной линии прерывания можно использовать несколько линий, чтобы обеспечить большее количество возможных прерываний, решая проблемы конфликта линий прерывания шины ISA.
Все сигналы запроса прерывания были "общедоступными" в архитектуре Micro Channel, что позволяло любой карте на шине функционировать как процессор ввода-вывода для прямого обслуживания прерываний устройства ввода-вывода. ISA ограничила всю такую обработку только процессором системы. Точно так же сигналы запроса и разрешения мастера шины были общедоступными, так что устройства, подключенные к шине, могли отслеживать задержку для управления внутренней буферизацией для процессоров ввода-вывода. Эти функции не были адаптированы для PCI, так как требовалось, чтобы вся поддержка ввода-вывода исходила исключительно от процессора системной платы.
Последним крупным улучшением архитектуры Micro Channel было POS, выбор программируемых опций, который позволял выполнять все настройки в программном обеспечении. Сейчас эта функция воспринимается как должное, но в то время установка ISA-систем была огромной рутиной. POS - это простая система, включающая в прошивку идентификаторы устройств, которые должны интерпретироваться драйверами компьютера. (Этот тип системы конфигурации программного обеспечения сегодня известен как plug and play.) Эта функция на самом деле не оправдала своих обещаний; автоматическая конфигурация работала нормально, но часто этого не происходило, что приводило к невозможности загрузки компьютера, и решение проблемы вручную было намного сложнее, чем настройка системы ISA, не в последнюю очередь потому, что документация на устройство MCA имела тенденцию предполагать, что автоматическая конфигурация будет работать и поэтому не предоставит необходимую информацию для ее настройки вручную, в отличие от документации устройства ISA, которая по необходимости предоставила полную информацию (однако необходимо физически удалить и проверить все настройки IRQ, а затем найти и установить новые IRQ для нового устройства - если подходящее было доступно - для ISA было совсем неинтересно, и помимо многих пользователей... очевидно, почему была предпринята попытка перейти на конфигурацию с программным арбитражем и почему это было позже преуспевают в форме PnP.)
В ноябре 1983 года The Economist заявил, что доминирование стандарта IBM PC над персональным компьютером рынок не был проблемой потому что «это может способствовать процветанию конкуренции». Журнал предсказал, что
IBM скоро станет таким же узником своих стандартов, как и ее конкуренты. После того, как будет закуплено достаточное количество машин IBM, IBM не сможет внезапно изменить их базовую конструкцию; то, что может быть полезно для избавления от конкурентов, отпугнет еще больше клиентов.
Архитектура Micro Channel была впервые представлена при запуске линейки PS / 2 в 1987 году с тремя из четырех новых машин показывая это. Его использование в IBM распространилось на системы RS / 6000, AS / 400 и, в конечном итоге, на системы IBM 9370 - самые маленькие члены системы System / 370.
IBM передала архитектуру другим компаниям по лицензии на получение от одного до пяти процентов дохода. Tandy Corporation была первой, кто поставил компьютер на базе Micro Channel 5000 MC, но глава компании Джон Роуч сказал: «Я удивлен, что это кому-то вообще захочется»; По его словам, Тэнди продала компьютер только потому, что на него был некоторый спрос. Корпорация NCR всесторонне приняла Micro Channel - они спроектировали и построили высокопроизводительные персональные компьютеры, рабочие станции и серверные платформы, поддерживающие их, в том числе свои собственные. Логические компоненты на основе архитектуры Micro Channel, включая SCSI, графику, сеть и звук. Небольшое количество других производителей, включая Apricot, Dell, Research Machines и Olivetti, приняли его, но только для части своих Ассортимент ПК.
Несмотря на то, что MCA была огромным техническим усовершенствованием по сравнению с ISA, вскоре стало ясно, что IBM плохо справилась с ее внедрением и маркетингом. У IBM были сильные патенты на особенности системы архитектуры Micro Channel, и она требовала, чтобы производители систем Micro Channel платили лицензионный сбор, а также активно добивалась патентов, чтобы заблокировать третьи стороны от продажи нелицензионных реализаций этой системы. Рынок клонов ПК не хотел платить IBM роялти за использование этой новой технологии и оставался в основном с 16-битной шиной AT (которая была принята и переименована в ISA, чтобы избежать использования торговой марки IBM "AT") и ручную настройку, хотя локальная шина VESA (VLB) некоторое время была популярна для компьютеров Intel '486.
Для серверов технические ограничения старого ISA были слишком велики, и в конце 1988 года «Банда девяти » во главе с Compaq объявила конкурирующая высокопроизводительная шина - Расширенная отраслевая стандартная архитектура (EISA). Это давало те же преимущества в производительности, что и Micro Channel, но с двойным преимуществом - возможностью принимать старые платы ISA и свободным от контроля IBM.
В течение нескольких лет EISA и Micro Channel боролись на арене серверов, но в 1996 году IBM фактически признала поражение, когда они сами выпустили несколько серверов с шиной EISA. В 2001 году исполнительный директор IBM Роберт Моффат сказал, что из ошибок компании на рынке ПК «наиболее очевидной является Micro Channel».
Через несколько лет после появления в 1992 году PCI в значительной степени вытеснила Micro Channel, EISA и VLB.
Платы расширения для шины Micro Channel обычно предназначены для высокопроизводительных графических рабочих станций или серверов с SCSI, Token Ring, Ethernet, IBM 5250 и IBM 3270 соединения.
Roland MPU-IMC; вторая версия с перемычками IRQ 
ChipChat 16 с программным управлением выбором IRQ Было выпущено очень мало звуковых карт MCA. Вот некоторые примеры:
