Futurebus , o IEEE 896 , es un estándar de bus de computadora , destinado a reemplazar todas las conexiones de bus local en una computadora, incluida la CPU , la memoria , las tarjetas enchufables e incluso, hasta cierto punto, los enlaces LAN entre máquinas. El esfuerzo comenzó en 1979 y no se completó hasta 1987, y luego pasó inmediatamente a un rediseño que duró hasta 1994. En este punto, la implementación de un conjunto de chips basado en el estándar carecía de liderazgo en la industria. Ha tenido poco uso en el mundo real, aunque se siguen diseñando y utilizando implementaciones personalizadas en toda la industria.
Historia
A fines de la década de 1970, VMEbus era más rápido que las piezas conectadas a él. Era bastante razonable conectar una CPU y RAM a VME en tarjetas separadas para construir una computadora. Sin embargo, a medida que la velocidad de las CPU y la RAM aumentaron rápidamente, VME se vio rápidamente abrumado. Aumentar la velocidad de VME no fue fácil, porque todas las piezas conectadas a él también tendrían que ser capaces de soportar estas velocidades más rápidas.
Futurebus buscó solucionar estos problemas y crear un sucesor de sistemas como VMEbus con un sistema que pudiera crecer en velocidad sin afectar los dispositivos existentes. Para hacer esto, la tecnología primaria de Futurebus se construyó utilizando enlaces asíncronos , lo que permite que los dispositivos conectados a él hablen a la velocidad que deseen. Otro problema que debía abordarse era la capacidad de tener varias tarjetas en el sistema como "maestras", lo que permitía a Futurebus construir máquinas multiprocesador. Esto requirió alguna forma de "arbitraje distribuido" para permitir que las diversas tarjetas obtengan acceso al bus en cualquier punto, a diferencia de VME, que coloca un solo maestro en la ranura 0 con control general. Para tener un beneficio de rendimiento claro, Futurebus fue diseñado para tener el rendimiento necesario dentro de diez años.
Los estándares IEEE típicos comienzan con una empresa que construye un dispositivo y luego lo envía al IEEE para el esfuerzo de estandarización. En el caso de Futurebus, esto se invirtió, todo el sistema se estaba diseñando durante el esfuerzo de estandarización. Esto resultó ser su perdición. A medida que las empresas empezaron a ver Futurebus como el sistema, todos se unieron. Pronto, las reuniones de estándares tuvieron la asistencia de cientos de personas, todas exigiendo que se incluyeran sus necesidades y deseos particulares. A medida que crecía la complejidad, el proceso de estándares se ralentizaba. Al final, pasaron ocho largos años antes de que finalmente se acordara la especificación en 1987. Tektronix fabricó algunas estaciones de trabajo basadas en Futurebus. American Logic Machines (ALM) continúa construyendo soluciones híbridas Futurebus de sistema de extremo a extremo, que incluyen VME-to-Futurebus + y otras tecnologías de puente Bus-to-Futurebus.
Eso fue justo a tiempo para la Marina de los EE. UU. Que había estado buscando un nuevo sistema de alta velocidad para el proyecto Next Generation Computer Resources (NGCR) para pasar datos de sonar en sus submarinos de clase Seawolf de nuevo diseño , y dijeron que estandarizarían en Futurebus si solo se hicieran algunos cambios más. Al ver una posible compra masiva del gobierno, el esfuerzo de adiciones comenzó inmediatamente en Futurebus + . Se necesitaron otros cuatro años para que Futurebus + Standard se lanzara en ese momento, la variación personalizada de Futurebus tomó la delantera en la industria.
Todos los proponentes de Futurebus + tenían su idea de lo que debería ser Futurebus +. Esto degeneró en "perfiles", diferentes versiones de Futurebus + dirigidas a un mercado en particular. No se garantizaba que las placas que cumplían con un perfil de Futurebus + funcionaran con placas construidas con un perfil diferente. La política de desarrollo de estándares de Futurebus + se volvió tan complicada que el comité IEEE 896 se separó del Comité de Estándares de Microcomputadoras IEEE y formó el Comité de Estándares de Arquitectura de Bus IEEE (BASC).
Al final, se intentó muy poco uso de Futurebus. La brecha de rendimiento de una década que le dieron al sistema se había evaporado en el proceso de estándares de una década, y los sistemas de bus local convencionales como PCI estaban cerca en términos de rendimiento. Mientras tanto, el ecosistema VME había evolucionado hasta tal punto que sigue utilizándose hoy, una década después. Las implementaciones personalizadas de la tecnología Futurebus se utilizan actualmente como tecnologías de backplane para aplicaciones de red de alta gama, enrutadores de clase empresarial, servidores blade de alto rendimiento y aplicaciones con contenido de alta demanda, como video a pedido.
El esfuerzo de Futurebus actuó como un catalizador para tecnologías seriales más simples. Luego, un grupo se organizó para crear un sistema dirigido directamente a esta necesidad, que finalmente condujo a la Interfaz coherente escalable (SCI). Mientras tanto, otro miembro decidió recrear todo el concepto de una manera mucho más simple, lo que resultó en QuickRing . Debido a la simplicidad de estos estándares, ambos estándares se completaron antes que Futurebus +. Futurebus + se adelantó a su tiempo en la década de 1980. VME y otros estándares de bus paralelo todavía están tratando de adaptar los conceptos que se implementan en Futurebus, especialmente en aplicaciones de alto rendimiento.
Futurebus fue la fuente de algunos de los trabajos originales sobre coherencia de caché , inserción en vivo de placas y transceptores trapezoidales. Los transceptores trapezoidales tienen un tiempo de subida controlado y hacen que el diseño del bus y la placa posterior sea mucho más simple. Los transceptores trapezoidales originales fueron fabricados por National Semiconductor . Los transceptores Futurebus + más nuevos que cumplen con el estándar IEEE Std 1194.1-1991 Backplane Transceiver Logic (BTL) todavía son fabricados por Texas Instruments . Futurebus + se utilizó como bus de E / S en los sistemas DEC 4000 AXP y DEC 10000 AXP . Las placas Futurebus + FDDI todavía son compatibles con el sistema operativo OpenVMS . Los chips personalizados Futurebus + admiten versiones simétricas y asimétricas avanzadas de sistemas operativos tipo Unix compatibles con empresas como American Logic Machines .
Muchas de las características técnicas (bus de datos asíncrono, arbitraje de bus distribuido, placa de gran tamaño) se comparten con el estándar IEEE FASTBUS . FASTBUS se utilizó como un sistema de adquisición de datos en muchos experimentos de física de alta energía en las décadas de 1980 y 1990.
Descripción
Futurebus se describe en solo algunos estándares IEEE :
- 896.1-1987 Especificaciones de bus de placa posterior estándar IEEE para arquitecturas de multiprocesador: Futurebus
- 1101-1987 Estándar IEEE para especificaciones de núcleos mecánicos para microcomputadoras que utilizan conectores IEC 603-2
Los sistemas Futurebus se implementaron con mecánicas Eurocard 9Ux280 utilizando conectores DIN de 96 pines, lo que resultó en un backplane que admitía anchos de bus de 16 y 32 bits.
Para comprender Futurebus +, debe leer muchos estándares IEEE :
- 896.1-1991 Estándar IEEE para Futurebus + - Especificación de protocolo lógico
- 896.2-1991 Especificación de bus de placa posterior estándar IEEE para arquitecturas multiprocesador: Futurebus +
- 896.3-1993 Práctica recomendada por IEEE para Futurebus +
- 896.4-1993 Norma IEEE para requisitos de prueba de conformidad para Futurebus +
- 896.5-1993 Estándar IEEE para Futurebus +, perfil M (militar)
- 896.6 Sistemas de telecomunicaciones Futurebus +, perfil T (telecomunicaciones)
- 896.7 Interconexión entre sistemas Futurebus +
- 896.8 Módulo de expansión para computadora pequeña para sistemas Futurebus +, perfil D (escritorio)
- 896.9-1994 Extensiones tolerantes a fallas de la arquitectura Futurebus +
- 896.10-1997 Estándar para sistemas Spaceborne Futurebus + - Perfil S
- 896.11 Estándar para enlaces IEEE 1355 en Futurebus + conector de plano posterior
- 896.12 Norma para la clasificación de tolerancia a fallos de sistemas informáticos
- 1194.1-1991 Estándar IEEE para características eléctricas de circuitos de interfaz de lógica de transceptor de plano posterior (BTL)
- 1301 Norma para la práctica de equipos métricos para microcomputadoras - Documento de coordinación
- 1301.1-1991 Estándar IEEE para una práctica de equipo métrico para microcomputadoras: refrigerado por convección con conectores de 2 mm
- 1156.1 Especificaciones ambientales del microprocesador estándar para módulos de computadora
- EIA IS-64 (1991) Conectores de dos partes de 2 mm para uso con placas impresas y placas posteriores
896.2 contiene tres Perfiles para mercados de destino, A para sistemas de propósito general, B para un bus de E / S y F para un Futurebus + todas las opciones que lo harán ir rápido. El perfil A fue patrocinado por la comunidad VMEbus . El perfil B fue patrocinado por Digital Equipment Corporation y se implementó en los sistemas VAX y Alpha como un bus de E / S. El perfil F fue patrocinado por John Theus mientras trabajaba en Tektronix y estaba destinado a estaciones de trabajo de alta gama.
Futurebus + admite anchos de bus de 32 a 256 bits. Es posible construir una placa que admita todos estos anchos de bus y que interopere con placas que solo admitan un subconjunto. Se admiten transacciones de bus dividido para que la respuesta lenta a una lectura o escritura no bloquee el bus de fondo. Cache Coherence, implementado usando los protocolos MESI , fue muy complicado pero mejoró significativamente el rendimiento. Futurebus + fue uno de los primeros estándares abiertos que admitió Live Insertion, lo que permitió reemplazar las placas mientras el sistema estaba en funcionamiento.
Las placas Futurebus + tienen un tamaño métrico rígido 12SUx12SU definido en los estándares IEEE 1301.
Una de las características más elegantes del diseño de Futurebus es su mecanismo de arbitraje de bus distribuido. Consulte la patente de EE. UU. Número 5060139 para obtener más información. Al final, este fue reemplazado por un árbitro central.
Ver también
- InfiniBand
- QuickRing
- SCI
- Topología del bus
- El manual de Futurebus +, John Theus, VITA
- Manual de Futurebus + para sistemas digitales , Digital Equipment Corporation
- FASTBUS