MCA против EISA
Сразу же после выхода шины EISA началась "шинная война", причем это была не
столько война между архитектурами (они обе ушлив прошлое), сколько война за
контроль IBM над рынком персональных компьютеров. И эту войну корпорация с
треском проиграла. Да, архитектура MCA по заложеннымтехническим решениям и
перспективам развития выглядела предпочтительнее. Но, как ни странно, именно это
оказалось вторым фактором, который ее сгубил. Сравнительная характеристика шин
EISA и MCA представлена в виде табл. 3.
MCAEISA
Пропускная способность, МВ/сек 2033
Способ передачи данных асинхронныйСинхронный
Размер карты (длина х ширина), мм 292.1 х 88.2333.5 х 127.0
Таблица 3. Сравнительная характеристика шин EISA и MCA.
Площадь поверхности карты EISA в 1.65 раза больше. А если еще учесть, что
адаптер EISAмог потреблять более чем в 2 раза больше мощности, чем адаптер MCA,
становится ясно, что делать периферию под EISA было и проще и дешевле.
Кроме того, в "шинной войне", как и везде, присутствует "рука Intel".
Встремлении освободить рынок для новых процессоров 80386 и 80486, Intel выпускал
EISA-чипсеты, не поддерживающие 286 процессор (не правда ли, знакомаяситуация),
в то время, как шина MCA прекрасно работала и на компьютерах с 286. Таким
образом, перспективная разработка IBM так и осталась перспективнойразработкой,
но и шина EISA не стала хитом: к тому времени, когда потребности компьютеров
среднего уровня переросли возможности шины ISA, разработчикиперешли, минуя EISA,
к локальной шине.
Шина MCA
(Micro Channel Architecture)
"До 1 апреля 1987 года жизнь в мире РС была крайне простой: в байте было 8 бит,
и приэтом существовала только одна шина, по которой эти биты можно было
передавать. Конечно, эта шина была "двух размеров" - разрядностью 8 и 16 бит -
ноэто была одна шина. Но на следующий день - 2 апреля - все изменилось, и,
кажется, простота больше никогда не вернется."
Крис Лонг (Chris Long) PC User.
В 1987 году компания IBM прекратила выпуск серии РС/АТ и начала производство
линии PS/2.Одним из главных отличий нового поколения персональных компьютеров
была новая системная шина - Micro Channel Architecture (MCA). Эта шина не
обладалаобратной совместимостью с ISA, но зато содержала ряд передовых для
своего времени решений:
8/16/32-разрядная передача данных;
20 МВ/сек пропускная способность при частоте шины 10MHz (в 4 раза больше,чем у
ISA!) при максимально возможной пропускной способности шины 160 МВ/сек !!!
(больше, чем у PCI) (правда, не все картыспособны работать с такой скоростью);
Поддержка нескольких bus master. Любое устройство,подключенное к шине, может
получить право на ее исключительное использование для передачи или приема
данных с другого соединенного с ней устройства. Такоеустройство, по сути,
представляет собой специализированный процессор, который может осуществлять
обмен данными по шине независимо от основного процессора.Работу устройств
координирует устройство, называемое арбитром шины (CACP - Central Arbitration
Control Point). Прираспределении функций управления шинойарбитр исходит из
уровня приоритета, которым обладает то или иное устройство или операция. Всего
таких уровней четыре (в порядке убывания):
5. регенерация системной памяти;
6. прямой доступ к памяти (DMA);
7. платы адаптеров.
8. процессор.
Если устройству необходим контроль над шиной, оно сообщает об этом арбитру.
Припервой возможности (после обработки запросов с более высокими приоритетами)
арбитр передает ему управление шиной. Вне системы приоритетов
обслуживаютсятолько немаскируемые прерывания (NMI - non-maskable interrupts),
при возникновении которых управление немедленно передается процессору;
11-уровневые прерывания (11-level triggered interrupts)вместо двухуровневых
(trigger-edged) у ISA позволяли делить (share) прерывания между устройствами,
что позволило излечить одну из болезней первых PC -нехватку линий IRQ;
24 или 32 адресных линии позволяли адресовать до 4 GBпамяти;
автоматическое конфигурирование устройств существенноупростило установку новых
плат. У компьютеров с шиной MCA нет никаких перемычек или переключателей - ни
на системной плате, ни на платах расширения. Вместоиспользования адресов
портов ввода-вывода, зашитых в железо, центральный процессор назначает их при
старте системы, базируюсь на информации, считаннойиз ROM карты;
асинхронный протокол передачи данных снижал вероятностьвозникновения
конфликтов и помех между устройствами, подключенными к шине.
Не правда ли, неплохой набор для 1987 года? Возможно, все развитие персональных
компьютеровпошло бы по другому пути, если бы не одно но - деньги. Дело в том,
что IBM, посчитав свое лидирующее положение на рынке персональных
компьютеровнезыблемым, предложило независимым производителям, желающим
использовать шину МСА, совершенно кабальные условия, включающие требование
заплатить заиспользование шины ISA во всех ранее произведенных компьютерах!!!
Как Вы сами понимаете, желающих оказалось, мягко скажем, немного. Из серьезных
компанийтолько Apricot и Olivetti поддержали новую архитектуру (причем Olivetti
принимала активное участие в разработке конкурирующего стандарта -
EISA).Большинство покупателей систем PS/2 "покупали IBM", а не МСА. В результате
огромная работа - было разработано 6 типов слотов -
16-разрядные (основные слоты, которые устанавливаетсяво все компьютеры с шиной
МСА);
32-разрядные ( устанавливаются на компьютерах с шинойМСА и процессором 386DX и
выше. Так же, как и в ISA, являются только расширением основного слота, но,
поскольку разрабатывались одновременно сшиной, конструкция получилась более
логичной);
16 и 32-разрядные с дополнениями для плат памяти (устанавливаются в некоторых
компьютерах с шиной МСА, например, PS/2 моделей 70и 80, имеют 8 дополнительных
контактов для работы с платами расширения памяти, расположенных в самом начале
разъема, обращенном к задней стенке компьютера,перед основными контактами);
16 и 32-разрядные с дополнениями для видеоадаптеров(предназначены для
увеличения быстродействия видеосистемы. Обычно в компьютере с шиной МСА
установлен один такой слот. 10 дополнительных контактов такжерасположены в
начале разъема и позволяют плате видеоадаптера получить доступ к встроеннщй в
системную плату схеме VGA)
пропала фактически даром. На данный момент ссылки на архитектуру МСА практически
не встречаются даже насайте IBM (насколько мне известно, в настоящее время
архитектура МСА используется IBM только в RISC-системах, например, сервер
RS/6000 построен набазе шины МСА с пропускной способностью 160 МВ/сек), поэтому
приводить таблицы значений контактов не буду.
Локальная шина (Local bus)
Все описанные ранее шины имеют общий недостаток - сравнительно низкую пропускную
способность. Это связано с тем, что шиныразрабатывались в расчете на медленные
процессоры. В дальнейшем быстродействие процессора возрастало, а характеристики
шин улучшались в основном"экстенсивно", за счет добавления новых линий.
Препятствием для повышения частоты шины являлось огромное количество выпущенных
плат, которые немогли работать на больших скоростях обмена (МСА это касается в
меньшей степени, но в силу вышеизложенных причин эта архитектура не играла
заметной роли нарынке). В то же время в начале 90-х годов в мире персональных
компьютеров произошли изменения, потребовавшие резкого увеличения скорости
обмена сустройствами:
создание нового поколения процессоров типа Intel 80486,работающих на частотах
до 66 MHz;
увеличение емкости жестких дисков и создание болеебыстрых контроллеров;
разработка и активное продвижение на рынок графическихинтерфейсов пользователя
(типа Windows или OS/2) привели к созданию новых графических адаптеров,
поддерживающих более высокое разрешение и большееколичество цветов (VGA и
SVGA).
Очевидным выходом из создавшегося положения является следующий: осуществлять
частьопераций обмена данными, требующих высоких скоростей, не через шину
ввода/вывода, а через шину процессора, примерно так же, как подключаетсявнешний
кэш. Такая конструкция получила название локальной шины (Local Bus). Рисунки 1 и
2наглядно демонстрируют различие между обычной архитектурой иархитектурой с
локальной шиной.
Локальная шина не заменяла собой прежниестандарты, а дополняла их. Основными
шинами в компьютере по-прежнему оставались ISA или EISA, но к ним добавлялись
один или несколько слотов локальной шины.Первоначально эти слоты использовались
почти исключительно для установки видеоадаптеров, при этом к 1992 году было
разработано несколько несовместимыхмежду собой вариантов локальных шин,
исключи-тельные права на которые принадлежа-ли фирмам-изготови-телям.
Естественно, такая неразбериха сдерживалараспро-странение локальных шин, поэтому
VESA (Video Electronic Standard Association) - ассоциация, представ-ляющая более
100 компаний – предло-жила вавгусте 1992 года свою спецификацию локальной шины.
Локальная шина VESA (VL-bus)
Основные характеристики VL-bus таковы.
Поддержка процессоров серий 80386 и 80486. Шина разработана для использования
в однопроцессорных системах, при этом вспецификации предусмотрена возможность
поддержки х86-несовместимых процессоров с помощью моста (bridge chip).
Максимально число bus master - 3 (не включая контроллершины). При
необходимости возможна установка нескольких подсистем для поддержки большего
числа masterов.
Несмотря на то, что изначально шина была разработанадля поддержки
видеоконтроллеров, возможна поддержка и других устройств (например,
контроллеров жесткого диска).
Стандарт допускает работу шины на частоте до 66 MHz,однако электрические