NuBus: 32-биттік параллельді компьютерлік шина және оның тарихы
NuBus
NuBus – 32-биттік параллельді компьютерлік шина. MIT-де жасалған, Apple, NeXT машиналарында қолданылған. Ескірген, енді көбінесе кіріктірілген жүйелерде қолданылады.
NuBus (/n//(//j//)//u/,/b//ʌ//s/) – 32 биттік параллельді компьютерлік шина, бастапқыда MIT-де әзірленді және 1987 жылы NuMachine жұмыс станциясы жобасының бір бөлігі ретінде стандартталды. NuBus-тің алғашқы толыққанды іске асырылуын Western Digital компаниясы өздерінің NuMachine және Lisp Machines Inc. LMI Lambda құрылдары үшін жасады. Кейіннен NuBus Texas Instruments (Explorer) компаниясының Lisp өнімдеріне енгізілді және Apple Computer компаниясы оны негізгі кеңейту шинасы ретінде пайдаланды, ал NeXT компаниясы NeXTBus деп аталатын түрін жасады. Қазіргі таңдағы ендімді нарықтан тыс кеңінен қолданылмайды.
NuBus ('/n//(//j//)//u/,/b//ʌ//s/) is a 32 bit parallel computer bus, originally developed at MIT and standardized in 1987 as a part of the NuMachine workstation project. The first complete implementation of the NuBus was done by Western Digital for their NuMachine, and for the Lisp Machines Inc. LMI Lambda. The NuBus was later incorporated in Lisp products by Texas Instruments (Explorer), and used as the main expansion bus by Apple Computer and a variant called NeXTBus was developed by NeXT. It is no longer widely used outside the embedded market.
Сәулет
S 100 сияқты алғашқы микрокомпьютерлік шиналар көбінесе микропроцессордың қосылымдары мен қуат көздеріне ғана жалғастырылатын. Бұл компьютердің архитектурасы өзгере қалса, әдетте жаңа шина да қажет болатынын білдірді. Мұндай мәселелерді болдырмау үшін NuBus процессордан, оның жалпы архитектурасынан және I/O өңдеуінің егжей-тегжейлі аспектілерінен тәуелсіз етіп жобаланды. Осы кезеңдегі көптеген жетілдірілген мүмкіндіктердің ішінде NuBus 8 немесе 16 биттік шиналар кең таралған кезде 32 биттік артқы панельді қолданды. Бұл шинаны «болашаққа дайын» етеді деп есептелді, себебі 32 биттік жүйелердің жақын арада пайда болады деп күтілді, ал 64 биттік шиналар және одан да жоғары деңгейдегі шиналар практикалық емес және артық болып көрінетін. Сонымен қатар, NuBus процессордың өзіне бей-жай болды. Бұрынғы көптеген шиналар олар қосылған машинаның сигналдау және дерек стандарттарына сәйкес келетін (мысалы, үлкен немесе кішкентай эндиан). NuBus мұндай ешқандай болжам жасаған жоқ, яғни кез келген NuBus картасын кез келген NuBus машинасына тиісті құрылғы драйвері болса қосуға болады. Дұрыс құрылғы драйверін таңдау үшін NuBus карталарға жүйелік құрылымға енгізілгенде өздерін хост-компьютерге тануға мүмкіндік беретін идентификациялық жүйені қосты. Бұл пайдаланушының жүйені конфигурациялауын қажет етпейтін, бұрынғы шина жүйелеріндегі үлкен қиындық болған мәселені шешті. Мысалы, ISA драйверін карта үшін ғана емес, сондай-ақ оған қажетті жад, пайдаланған үзілістер және т.б. үшін де конфигурациялау қажет болатын. NuBus мұндай конфигурацияны қажет етпеді, осылайша ол «қосып пайдалану» архитектурасының алғашқы мысалының біріне айналды. Бұл икемділік NuBus-ты пайдаланушылар мен құрылғы драйверлерін жасайтындар үшін әлдеқайда оңай жасады, бірақ картаны жобалайтындар үшін жағдайды қиындатты. Көптеген «жақсы» шина жүйелерін осы процессорды ескере отырып, қолдануға арналған бірнеше кіріс/шығыс чиптерімен оңай қолдауға болар болса, NuBus-та әрбір карта мен компьютердің барлығын платформаға бей-жай «NuBus әлеміне» ауыстыру қажет болды. Әдетте бұл шина мен картадағы кез келген I/O чиптерінің арасына NuBus контроллері чипін қосуды білдірді, бұл шығындарды арттырды. Бұл бүгінде барлық жаңа шиналарға қажетті қарапайым процедура болса да, 1980 жылдары NuBus қажетсіз күрделі және қымбат деп есептелді.
Early microcomputer buses like S 100 were often just connections to the pins of the microprocessor and to the power rails. This meant that a change in the computer's architecture generally led to a new bus as well. Looking to avoid such problems in the future, NuBus was designed to be independent of the processor, its general architecture and any details of its I/O handling. Among its many advanced features for the era, NuBus used a 32 bit backplane when 8 or 16 bit busses were common. This was seen as making the bus "future proof", as it was generally believed that 32 bit systems would arrive in the near future while 64 bit buses and beyond would remain impractical and excessive. In addition, NuBus was agnostic about the processor itself. Most buses up to this point conformed to the signalling and data standards of the machine they were plugged into (being big or little endian for instance). NuBus made no such assumptions, which meant that any NuBus card could be plugged into any NuBus machine, as long as there was an appropriate device driver. In order to select the proper device driver, NuBus included an ID scheme that allowed the cards to identify themselves to the host computer during startup. This meant that the user didn't have to configure the system, the bane of bus systems up to that point. For instance, with ISA the driver had to be configured not only for the card, but for any memory it required, the interrupts it used, and so on. NuBus required no such configuration, making it one of the first examples of plug and play architecture. On the downside, while this flexibility made NuBus much simpler for the user and device driver authors, it made things more difficult for the designers of the cards themselves. Whereas most "simple" bus systems were easily supported with a handful of input/output chips designed to be used with that CPU in mind, with NuBus every card and computer had to convert everything to a platform agnostic "NuBus world". Typically this meant adding a NuBus controller chip between the bus and any I/O chips on the card, increasing costs. While this is a trivial exercise today, one that all newer buses require, in the 1980s NuBus was considered needlessly complex and expensive.
Қолданылу
NuBus 1987 жылы IEEE 1196 стандарты ретінде қабылданды. Бұл нұсқада стандартты DIN 41612 96 контактілі үш қатарлы қосылыс пайдаланылды, жүйе 10 МГц сағаттық жиілікте жұмыс істейді, максималды деректерді тарату жылдамдығы 40 МБ/с, ал орташа жылдамдығы 10-20 МБ/с құрады. Кейінірек пайда болған NuBus 90 деректерді тарату жылдамдығын 20 МГц-ке дейін арттырды, бұл максималды жылдамдықты шамамен 70 МБ/с-қа, ал орташа жылдамдықты шамамен 30 МБ/с-қа дейін жеткізді. NuBus алғаш рет Western Digital NuMachine құрылғысында коммерциялық тұрғыда жасалды және олардың лицензия иегері Lisp Machines, Inc. компаниясы LMI Lambda, Lisp машинасының өндірістік үлгісінде қолданды. 1984 жылы жоба мен даму тобы Western Digital компаниясы Texas Instruments компаниясына сатылды. Технология олардың TI Explorer құрылғысына енгізілді, ол да Lisp машинасы болды. 1986 жылы Texas Instruments компаниясы NuBus-ты S1500 көппроцессорлы UNIX жүйесінде пайдаланды. Кейіннен Texas Instruments және Symbolics компаниялары Lisp-ті қолдайтын микропроцессорлар негізінде Lisp Machine NuBus тақтарын (TI MicroExplorer және Symbolics MacIvory) жасады. Бұл NuBus тақтары Apple Macintosh желісіндегі (Mac II және Mac Quadras) Lisp машиналарымен бірге қосымша процессорлар болды. NuBus сонымен қатар Apple Computer компаниясы Macintosh II жобасында пайдалану үшін таңдалды, онда оның қосып-ажырату мүмкіндігі Mac-тің пайдалануға ыңғайлы философиясына сай келді. Ол 1980-ші жылдардың соңында Mac-тің кәсіби деңгейін құраған Macintosh II сериясының көп бөлігінде қолданылды. Macintosh Quadras-тан бастап NuBus 90-қа жаңартылып, 1990-шы жылдардың ортасына дейін қолданылды. Алғашқы Quadras екі тақша бір-бірімен байланысқанда ғана 20 МГц жиілігін қолдады, себебі негізгі плата контроллері жаңартылмады. Бұл мәселе кейіннен 660AV және 840AV модельдеріндегі NuBus іске асырылуында шешілді. Бұл жетілдірілген NuBus контроллері бірінші буын Power Macintosh 6100, 7100 және 8100 модельдерінде қолданылды. Кейінгі Power Mac модельдері Intel-дің PCI шинасын қабылдады. Apple компьютерлері компьютер өшірілген кезде телефон желісін бақылау сияқты міндеттер үшін әрқашан +5 В "қуатты үнемдеу" қуат көзін де ұсынды. Бұл, әдетте, бекітілмеген NuBus стандартының бөлігі болды. NuBus сонымен қатар NeXT Computer компаниясының құрылғылар желісі үшін де таңдалды, бірақ басқа физикалық басылған плата (PCB) орналасқан схемасын пайдаланды. NuBus осы рөлдерден тыс жерде көбінесе қолданылмады, ал Apple 1990-шы жылдардың ортасында PCI-ге ауысқанда NuBus тез жоғалып кетті.
The NuBus became an IEEE standard in 1987 as IEEE 1196. This version used a standard DIN 41612 96 pin three row connector, running the system on a 10 MHz clock for a maximum burst throughput of 40 MB/s and average speeds of 10 to 20 MB/s. A later addition, NuBus 90, increased the clock rate to 20 MHz for better throughput, burst increasing to about 70 MB/s, and average to about 30 MB/s. The NuBus was first developed commercially in the Western Digital NuMachine, and first used in a production product by their licensee, Lisp Machines, Inc., in the LMI Lambda, a Lisp Machine. The project and the development group was sold by Western Digital to Texas Instruments in 1984. The technology was incorporated into their TI Explorer, also a Lisp Machine. In 1986, Texas Instruments used the NuBus in the S1500 multiprocessor UNIX system. Later, both Texas Instruments and Symbolics developed Lisp Machine NuBus boards (the TI MicroExplorer and the Symbolics MacIvory) based on their Lisp supporting microprocessors. These NuBus boards were co processor Lisp Machines for the Apple Macintosh line (the Mac II and Mac Quadras). NuBus was also selected by Apple Computer for use in their Macintosh II project, where its plug n play nature fit well with the Mac philosophy of ease of use. It was used in most of the Macintosh II series that made up the professional level Mac lineup from the late 1980s. It was upgraded to NuBus 90 starting with the Macintosh Quadras and used into the mid 1990s. Early Quadras only supported the 20 MHz rate when two cards were talking to each other, since the motherboard controller was not upgraded. This was later addressed in the NuBus implementation on the 660AV and 840AV models. This improved NuBus controller was used in the first generation Power Macintosh 6100, 7100 and 8100 models. Later Power Mac models adopted Intel's PCI bus. Apple's NuBus implementation used pin and socket connectors on the back of the card rather than edge connectors with Phillips screws inside the case that most cards use, making it much easier to install cards. Apple's computers also supplied an always on +5 V "trickle" power supply for tasks such as watching the phone line while the computer was turned off. This was apparently part of an unapproved NuBus standard. NuBus was also selected by NeXT Computer for their line of machines, but used a different physical PCB layout. NuBus appears to have seen little use outside these roles, and when Apple switched to PCI in the mid 1990s, NuBus quickly disappeared.