S-100-Bus - S-100 bus
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| Erstellungsjahr | 1974 |
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| Erstellt von | Ed Roberts |
| Breite in Bits | 8 |
Der S-100-Bus oder Altair-Bus , IEEE696-1983 (zurückgezogen) ist ein früher Computerbus, der 1974 als Teil des Altair 8800 entwickelt wurde . Der S-100- Bus war der erste Industriestandard- Erweiterungsbus für die Mikrocomputerindustrie. S-100- Computer, bestehend aus Prozessor- und Peripheriekarten, wurden von einer Reihe von Herstellern hergestellt. Der S-100- Bus bildete die Grundlage für Homebrew-Computer, deren Hersteller (zB der Homebrew Computer Club ) Treiber für CP/M und MP/M implementierten . Diese S-100- Mikrocomputer reichten vom Hobbyspielzeug bis zur Workstation für kleine Unternehmen und waren bis zum Aufkommen des IBM-PCs in frühen Heimcomputern üblich .
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Die Architektur
Der S-100- Bus ist eine passive Backplane aus parallel verdrahteten 100-poligen Leiterplatten-Randsteckverbindern. In diese Anschlüsse gesteckte Leiterplatten mit einer Größe von 5 × 10 Zoll, die die Funktionen der CPU, des Speichers oder der E/A-Schnittstelle erfüllen. Die Bussignaldefinitionen folgen denen eines 8080-Mikroprozessorsystems, da der Intel 8080- Mikroprozessor der erste Mikroprozessor war, der auf dem S-100- Bus gehostet wurde . Die 100 Leitungen des S-100- Busses können in vier Typen gruppiert werden: 1) Leistung, 2) Daten, 3) Adresse und 4) Takt und Steuerung.
Die über den Bus gelieferte Stromversorgung ist massenhaft ungeregelt +8 Volt DC und ±16 Volt DC, ausgelegt für die Regelung auf den Karten auf +5 V (von TTL- ICs verwendet), -5 V und +12 V für Intel 8080 CPU IC, ± 12 V RS-232- Leitungstreiber-ICs, +12 V für Laufwerksmotoren. Die Onboard-Spannungsregelung übernehmen typischerweise Geräte der 78xx- Familie (zB ein 7805-Gerät zur Erzeugung von +5 Volt). Dies waren Linearregler, die üblicherweise auf Kühlkörpern montiert werden.
Der bidirektionale 8-Bit-Datenbus des Intel 8080 ist in zwei unidirektionale 8-Bit-Datenbusse aufgeteilt. Der Prozessor könnte jeweils nur eine davon verwenden. Der Sol-20 verwendete eine Variante, die nur einen einzigen 8-Bit-Bus hatte und die jetzt unbenutzten Pins als Signalmasse nutzte, um elektronisches Rauschen zu reduzieren . Die Richtung des Busses, rein oder raus, wurde über den sonst unbenutzten DBIN-Pin signalisiert. Dies wurde auch im S-100- Markt universell und machte den zweiten Bus überflüssig. Später würden diese beiden 8-Bit-Busse kombiniert werden, um eine 16-Bit-Datenbreite für fortschrittlichere Prozessoren zu unterstützen, wobei das Sol-System verwendet wurde, um die Richtung zu signalisieren.
Der Adressbus ist in der anfänglichen Implementierung 16 Bit breit und wird später auf 24 Bit erweitert. Ein Bussteuersignal kann diese Leitungen in einen Tri-State- Zustand versetzen , um einen direkten Speicherzugriff zu ermöglichen. Der Cromemco Dazzler zum Beispiel ist eine frühe S-100- Karte, die digitale Bilder mit direktem Speicherzugriff aus dem Speicher abruft.
Takt- und Steuersignale werden verwendet, um den Verkehr auf dem Bus zu verwalten. Zum Beispiel wird die DO-Disable- Leitung die Adreßleitungen während des direkten Speicherzugriffs tristate. Nicht zugewiesene Leitungen der ursprünglichen Busspezifikation wurden später zugewiesen, um fortschrittlichere Prozessoren zu unterstützen. Der Zilog Z-80- Prozessor hat beispielsweise eine nicht maskierbare Interrupt- Leitung, die der Intel 8080-Prozessor nicht hat. Eine nicht zugewiesene Leitung des S-100- Busses wurde dann neu zugewiesen, um die nicht maskierbare Unterbrechungsanforderung zu unterstützen.
Geschichte
Während der Entwicklung des Altair war die Hardware, die erforderlich war, um eine brauchbare Maschine zu machen, nicht rechtzeitig zum Starttermin im Januar 1975 verfügbar. Auch der Designer Ed Roberts hatte das Problem, dass die Backplane zu viel Platz beanspruchte. Um diese Probleme zu vermeiden, platzierte er die vorhandenen Komponenten in einem Gehäuse mit zusätzlichen "Slots", damit die fehlenden Komponenten später bei Verfügbarkeit eingesteckt werden konnten. Die Backplane ist in vier separate Karten aufgeteilt, wobei sich die CPU auf einer fünften befindet. Dann suchte er nach einer kostengünstigen Quelle für Steckverbinder und stieß auf ein Angebot an 100-poligen Kantensteckverbindern, die im Militärüberschuss verfügbar waren . Der 100-Pin-Bus wurde von einem anonymen Zeichner erstellt, der den Stecker aus einem Teilekatalog auswählte und den Gruppen von Steckerpins willkürlich Signalnamen zuordnete .
Eine aufkeimende Industrie von "Klon"-Maschinen folgte der Einführung des Altair im Jahr 1975. Die meisten davon verwendeten das gleiche Bus-Layout wie der Altair, wodurch ein neuer Industriestandard geschaffen wurde. Diese Unternehmen waren gezwungen, das System als "Altair-Bus" zu bezeichnen und wollten einen anderen Namen, um bei der Beschreibung ihres eigenen Systems nicht auf ihren Konkurrenten zu verweisen. Der Name " S-100 ", kurz für "Standard 100", wurde von Harry Garland und Roger Melen , den Mitbegründern von Cromemco, geprägt . Auf einem Flug zur Atlantic City PC '76 Mikrocomputerkonferenz im August 1976 teilten sie sich die Kabine mit Bob Marsh und Lee Felsenstein von Processor Technology . Melen ging zu ihnen, um sie davon zu überzeugen, denselben Namen anzunehmen. Er hatte ein Bier in der Hand und als das Flugzeug auf eine Bodenwelle stieß, verschüttete Melen etwas Bier auf Marsh. Marsh stimmte zu, den Namen zu verwenden, den Melen ihm zuschreibt, um Melen dazu zu bringen, mit seinem Bier zu gehen.
Der Begriff erschien erstmals gedruckt in einer Cromemco-Anzeige in der November-Ausgabe 1976 des Byte-Magazins . Das erste Symposium über den S-100- Bus, moderiert von Jim Warren , fand am 20. November 1976 am Diablo Valley College mit einem Panel bestehend aus Harry Garland , George Morrow und Lee Felsenstein statt . Nur ein Jahr später wurde der S-100 Bus als "der am häufigsten verwendete Busstandard, der jemals in der Computerindustrie entwickelt wurde" beschrieben.
Cromemco war der größte der S-100- Hersteller, gefolgt von Vector Graphic und North Star Computers . Andere Innovatoren waren Unternehmen wie Alpha Microsystems , IMS Associates, Inc. , Godbout Electronics (später CompuPro ) und Ithaca Intersystems . Im Mai 1984 veröffentlichte Microsystems ein umfassendes S-100- Produktverzeichnis mit über 500 " S-100 /IEEE-696"-Produkten von über 150 Unternehmen.
Die S-100- Bussignale waren mit einer 8080-CPU einfach zu erzeugen, aber mit anderen Prozessoren wie dem 68000 immer weniger. Trotzdem wurden bis 1984 elf verschiedene Prozessoren auf dem S-100- Bus gehostet , vom 8-Bit-Intel 8080 bis zum 16-Bit-Zilog Z-8000 . 1986 führte Cromemco die XXU-Karte ein, die von Ed Lupin entworfen wurde und einen 32-Bit- Motorola 68020- Prozessor verwendet.
IEEE-696-Standard
Als der S-100- Bus an Fahrt gewann, bestand die Notwendigkeit, eine formale Spezifikation des Busses zu entwickeln, um die Kompatibilität von Produkten verschiedener Hersteller sicherzustellen. Es bestand auch die Notwendigkeit, den Bus zu erweitern, damit er Prozessoren unterstützen konnte, die leistungsfähiger waren als der Intel 8080, der im ursprünglichen Altair-Computer verwendet wurde. Im Mai 1978 veröffentlichten George Morrow und Howard Fullmer einen „Vorgeschlagenen Standard für den S-100- Bus“, in dem festgestellt wurde, dass bereits 150 Anbieter Produkte für den S-100- Bus lieferten . Dieser vorgeschlagene Standard dokumentierte den 8-Bit-Datenpfad und den 16-Bit-Adresspfad des Busses und stellte fest, dass erwogen wurde, den Datenpfad auf 16 Bits und den Adresspfad auf 24 Bits zu erweitern.
Im Juli 1979 veröffentlichten Kells Elmquist, Howard Fullmer, David Gustavson und George Morrow eine "Standard Specification for S-100 Bus Interface Devices". In dieser Spezifikation wurde der Datenpfad auf 16 Bit und der Adresspfad auf 24 Bit erweitert. Die IEEE 696 Working Group unter dem Vorsitz von Mark Garetz entwickelte die Spezifikation weiter, die als IEEE-Standard vorgeschlagen und am 10. Juni 1982 von der IEEE Computer Society genehmigt wurde .
Das American National Standards Institute (ANSI) genehmigte den IEEE-Standard am 8. September 1983. Die von Ed Roberts für den Altair 8800-Computer entwickelte Computerbusstruktur wurde erweitert, streng dokumentiert und nun als American National Standard IEEE Std 696– bezeichnet. 1983.
Ruhestand
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IBM führte 1981 den IBM Personal Computer ein und folgte ihm mit immer leistungsfähigeren Modellen: dem XT 1983 und dem AT 1984. Der Erfolg dieser Computer schnitt tief in den Markt für S-100- Busprodukte ein. Im Mai 1984 schrieb Sol Libes (der Mitglied der IEEE-696-Arbeitsgruppe war) in Microsystems : "Es besteht kein Zweifel, dass der S-100-Markt heute als reife Industrie mit nur moderatem Wachstumspotenzial im Vergleich zu dem IBM PC-kompatiblen Markt".
Als die IBM PC-Produkte das untere Ende des Marktes eroberten, wechselten S-100- Maschinen zu leistungsfähigeren OEM- und Mehrbenutzersystemen. Banken von S-100 -Buscomputern wurden beispielsweise verwendet, um die Geschäfte an der Chicago Mercantile Exchange abzuwickeln; die United States Air Force setzte S-100 -Busmaschinen für ihre Missionsplanungssysteme ein. In den 1980er Jahren war der Markt für S-100 -Busmaschinen für Bastler, für den persönlichen Gebrauch und sogar für kleine Unternehmen jedoch rückläufig.
Der Markt für S-100- Busprodukte schrumpfte bis Anfang der 1990er Jahre weiter, als IBM-kompatible Computer leistungsfähiger wurden. 1992 ersetzte beispielsweise die Chicago Mercantile Exchange ihre S-100 -Buscomputer durch das IBM-Modell PS/2 . Bis 1994 war die S-100- Busindustrie so stark geschrumpft, dass das IEEE keine Notwendigkeit sah, den IEEE-696-Standard weiterhin zu unterstützen. Der IEEE-696-Standard wurde am 14. Juni 1994 außer Dienst gestellt.
Verweise
Externe Links
- "S100 Computers" , Eine Website mit vielen Fotos von Karten, Dokumentation und Geschichte
- ""Cromemco" -basierter S-100-Mikrocomputer" , Robert Kuhmanns Bilder mehrerer S-100- Karten
- "Herb's S-100 Stuff" , Herbert Johnsons Sammlung der S-100- Geschichte
- "IEEE-696 / S-100 Bus Documentation and Manuals Archive" , Howard Hartes S-100 Handbüchersammlung