La arquitectura Micro Channel , o bus Micro Channel , era un bus informático paralelo patentado de 16 o 32 bits introducido por IBM en 1987 que se utilizó en PS / 2 y otras computadoras hasta mediados de la década de 1990. Su nombre se abrevia comúnmente como "MCA", aunque no por IBM. En los productos de IBM, reemplazó al bus ISA y posteriormente fue reemplazado por la arquitectura del bus PCI .
Arquitectura de microcanal | |
Año de creación | 1987 |
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Creado por | IBM |
Reemplaza | ES UN |
Sustituida por | PCI (1993) |
Ancho en bits | 16 o 32 |
Velocidad | 10 MHz |
Estilo | Paralelo |
Interfaz de conexión en caliente | No |
Interfaz externa | No |
Fondo
El desarrollo de Micro Channel fue impulsado por presiones tanto técnicas como comerciales.
Tecnología
El bus IBM AT , que más tarde se conoció como bus de Arquitectura estándar de la industria (ISA), tenía una serie de limitaciones de diseño técnico, que incluyen:
- Una velocidad de autobús lenta.
- Un número limitado de interrupciones, fijo en hardware.
- Un número limitado de direcciones de dispositivos de E / S, también fijas en hardware.
- Configuración compleja y cableada sin resolución de conflictos.
- Vínculos profundos a la arquitectura de la familia de chips 80x86 [NB 1]
Además, padecía otros problemas:
- Mala puesta a tierra y distribución de energía.
- Estándares de interfaz de bus sin documentar que variaban entre sistemas y fabricantes.
Estas limitaciones se volvieron más serias a medida que crecía la gama de tareas y periféricos, y el número de fabricantes de PC compatibles con IBM. IBM ya estaba investigando el uso de procesadores RISC en máquinas de escritorio y, en teoría, podría ahorrar una cantidad considerable de dinero si se pudiera usar un solo bus bien documentado en toda su línea de computadoras.
Se pensó que al crear un nuevo estándar, IBM recuperaría el control de los estándares a través de las licencias requeridas. Sin embargo, dado que las patentes pueden tardar tres años o más en otorgarse, solo las relacionadas con ISA podrían obtener una licencia cuando se anunció Micro Channel. Las patentes sobre características importantes de Micro Channel, como la configuración automática Plug and Play , no se otorgaron a IBM hasta que PCI reemplazó a Micro Channel en el mercado. La recepción general fue tibia y el impacto de Micro Channel en el mercado mundial de PC fue menor.
Diseño
La arquitectura de Micro Channel fue diseñada por el ingeniero Chet Heath . [1] [2] Muchas de las tarjetas Micro Channel que se desarrollaron utilizaban el controlador de interfaz CHIPS P82C612 MCA; permitiendo que las implementaciones de MCA sean mucho más fáciles. [3]
Descripción general
El Micro Channel era principalmente un bus de 32 bits, pero el sistema también admitía un modo de 16 bits diseñado para reducir el costo de los conectores y la lógica en máquinas basadas en Intel como IBM PS / 2 .
Sin embargo, la situación nunca fue tan simple, ya que las versiones de 32 y 16 bits inicialmente tenían varios conectores opcionales adicionales para tarjetas de memoria, lo que resultó en una gran cantidad de tarjetas físicamente incompatibles para la memoria conectada al bus. Con el tiempo, la memoria se trasladó al bus local de la CPU, eliminando así el problema. Por el lado positivo, la calidad de la señal mejoró enormemente a medida que Micro Channel agregó pines de tierra y alimentación y dispuso los pines para minimizar la interferencia; por lo tanto, se ubicó una tierra o una fuente dentro de los 3 pines de cada señal.
Se incluyó otra extensión de conector para tarjetas gráficas. Esta extensión se utilizó para la salida analógica de la tarjeta de video, que luego se enrutaba a través de la placa del sistema a la salida del monitor del sistema. La ventaja de esto era que las placas del sistema Micro Channel podían tener un sistema de gráficos VGA o MCGA básico a bordo, y los gráficos de nivel superior ( XGA u otras tarjetas aceleradoras) podían compartir el mismo puerto. Entonces, las tarjetas complementarias pudieron liberarse de los modos VGA "heredados", haciendo uso del sistema de gráficos integrado cuando era necesario y permitiendo un solo conector de la placa del sistema para los gráficos que se podían actualizar.
Las tarjetas Micro Channel también presentaban una identificación única legible por software de 16 bits, que formó la base de un sistema plug and play temprano. El BIOS y / o el sistema operativo pueden leer ID, comparar con una lista de tarjetas conocidas y realizar la configuración automática del sistema para adaptarse. Esto provocó fallas de arranque en las que un BIOS más antiguo no reconocería una tarjeta más nueva, lo que provocó un error en el arranque. A su vez, esto requería que IBM lanzara discos de referencia actualizados (la utilidad de configuración de CMOS ) de forma regular. Se encuentra disponible una lista bastante completa de ID conocidos (consulte la sección Enlaces externos). Para acompañar a estos discos de referencia había archivos ADF que fueron leídos por la instalación, que a su vez proporcionaron información de configuración para la tarjeta. El ADF era un archivo de texto simple que contenía información sobre el direccionamiento de la memoria y las interrupciones de la tarjeta.
Aunque las tarjetas MCA cuestan casi el doble del precio de las tarjetas comparables que no son MCA, el marketing enfatizó que era simple para cualquier usuario actualizar o agregar más tarjetas a su PC, ahorrando así el gasto considerable de un técnico. En esta área crítica, la mayor ventaja de la arquitectura Micro Channel fue también su mayor desventaja y una de las principales razones de su desaparición. Para agregar una nueva tarjeta (video, impresora, memoria, red, módem, etc.), el usuario simplemente conectó la tarjeta MCA e insertó un disquete personalizado (que vino con la PC) para combinar la nueva tarjeta con el hardware original automáticamente , en lugar de contratar a un técnico con una formación costosa que pudiera realizar manualmente todos los cambios necesarios. Todas las opciones de interrupciones (un problema a menudo desconcertante) y otros cambios se realizaron automáticamente cuando la PC leyó la configuración anterior del disquete, hizo los cambios necesarios en el software y luego escribió la nueva configuración en el disquete. En la práctica, sin embargo, esto significó que el usuario debe mantener el mismo disquete asociado a esa PC . Para una empresa pequeña con algunas PC, esto era molesto, pero práctico. Pero para las grandes organizaciones con cientos o incluso miles de PC, hacer coincidir permanentemente cada PC con su propio disquete era logísticamente improbable o imposible. Sin el disquete original actualizado, no se podrían realizar cambios en las tarjetas de la PC. Después de que esta experiencia se repitiera miles de veces, los líderes empresariales se dieron cuenta de que el escenario de sus sueños para simplificar la actualización no funcionaba en el mundo empresarial y buscaron un proceso mejor.
Transmisión de datos
La velocidad de datos básica del Micro Canal se incrementó de 8 MHz de ISA a 10 MHz. Esto puede haber sido un aumento modesto en términos de frecuencia de reloj, pero el mayor ancho de bus, junto con un controlador de bus dedicado que utilizaba transferencias en modo ráfaga , significaba que el rendimiento efectivo era hasta cinco veces mayor que ISA. Para transferencias más rápidas, el bus de direcciones podría reutilizarse para datos, aumentando aún más el ancho efectivo del bus. Si bien la velocidad de 10 MHz permitió 40 MB / s de rendimiento con un ancho de 32 bits, los modelos posteriores de máquinas RS / 6000 aumentaron la velocidad de datos a 20 MHz y el rendimiento a 80 MB / s. [4] Algunas funciones de mayor rendimiento del bus Micro Channel estaban disponibles solo para la plataforma RS / 6000, y inicialmente no eran compatibles con tarjetas que operan en una plataforma Intel. [5]
Con la masterización de bus , cada tarjeta puede comunicarse directamente con otra. Esto permitió un rendimiento que era independiente de la CPU. Un posible inconveniente del diseño multimaestro eran las posibles colisiones cuando más de una tarjeta intentaba conectar el maestro, pero Micro Channel incluía una función de arbitraje para corregir estas situaciones y también permitía que un maestro usara un modo de ráfaga . Las tarjetas Micro Channel tenían un control completo de hasta 12 milisegundos. Esto fue lo suficientemente largo como para permitir que la cantidad máxima de otros dispositivos en el bus almacenaran en búfer los datos entrantes de dispositivos que se pueden sobrecargar como cintas y comunicaciones.
La compatibilidad con múltiples bus-master y el arbitraje mejorado significan que varios de estos dispositivos podrían coexistir y compartir el bus del sistema. Los dispositivos con capacidad para bus maestro de Micro Channel pueden incluso usar el bus para hablar directamente entre sí (de igual a igual) a velocidades más rápidas que la CPU del sistema, sin ninguna otra intervención del sistema. En teoría, los sistemas de arquitectura Micro Channel podrían expandirse, como los mainframes, con solo la adición de maestros inteligentes, sin necesidad periódica de actualizar el procesador central.
La mejora del arbitraje asegura un mejor rendimiento del sistema, ya que el control se pasa de manera más eficiente. El manejo avanzado de interrupciones se refiere al uso de interrupciones sensibles al nivel para manejar las solicitudes del sistema. En lugar de una línea de interrupción dedicada, se pueden compartir varias líneas para proporcionar más interrupciones posibles, abordando los problemas de conflicto de línea de interrupción del bus ISA.
Todas las señales de solicitud de interrupción eran "públicas" en la arquitectura Micro Channel, lo que permitía que cualquier tarjeta del bus funcionara como un procesador de E / S para el servicio directo de interrupciones de dispositivos de E / S. ISA había limitado todo ese procesamiento a solo la CPU del sistema. Del mismo modo, las señales de solicitud y concesión del bus maestro eran públicas, de modo que los dispositivos conectados al bus podían monitorear la latencia para controlar el almacenamiento en búfer interno de los procesadores de E / S. Estas características no se adoptaron para PCI, lo que requiere que todo el soporte de E / S provenga únicamente del procesador de la placa del sistema.
La última mejora importante en la arquitectura de Micro Channel fue POS , la Selección de opción programable , que permitió que toda la configuración se realizara en el software. Esta característica ahora se da por sentada, pero en ese momento la configuración era una tarea enorme para los sistemas ISA. POS era un sistema simple que incluía identificadores de dispositivos en el firmware, que se suponía que debían interpretar los controladores de la computadora. (Este tipo de sistema de configuración de software se conoce hoy como plug and play ). La función no cumplió realmente su promesa; la configuración automática estaba bien cuando funcionaba, pero con frecuencia no lo hacía, lo que resultaba en una computadora que no arrancaba, y resolver el problema mediante la intervención manual era mucho más difícil que configurar un sistema ISA, sobre todo porque la documentación del dispositivo MCA tendería a asume que la configuración automática sería trabajar y por lo tanto no proporcionar la información necesaria para configurarlo a mano, a diferencia de la documentación del dispositivo ISA, que por necesidad proporcionó detalles completos (sin embargo tener que quitar físicamente y comprobar todos los valores de IRQ, a continuación, buscar y establecer el nuevo IRQ para un nuevo dispositivo, si uno adecuado estaba disponible, para ISA no fue divertido en absoluto, y más allá de muchos usuarios ... es obvio por qué se intentó pasar a la configuración arbitrada por software y por qué esto tuvo éxito más adelante. en forma de PnP .)
Recepción
En noviembre de 1983, The Economist declaró que el dominio del estándar IBM PC en el mercado de las computadoras personales no era un problema porque "puede ayudar a que florezca la competencia". La revista predijo que [6]
IBM pronto será tan prisionera de sus estándares como lo son sus competidores. Una vez que se han comprado suficientes máquinas IBM, IBM no puede realizar cambios repentinos en su diseño básico; lo que podría ser útil para deshacerse de los competidores sacudiría aún más a los clientes.
La arquitectura Micro Channel se introdujo por primera vez con el lanzamiento de la gama PS / 2 en 1987, con tres de cada cuatro de las nuevas máquinas que la presentaban. [NB 2] Su uso en IBM se extendió a los sistemas RS / 6000 , AS / 400 y, finalmente, a los sistemas IBM 9370 , los miembros más pequeños de la gama System / 370 . [7] [8]
IBM otorgó licencias de la arquitectura a otras empresas por entre el uno y el cinco por ciento de los ingresos. [9] Tandy Corporation fue la primera en enviar una computadora basada en Micro Channel, la 5000 MC, pero el director de la compañía, John Roach, dijo: "Me sorprende que alguien la quiera"; Tandy solo vendió la computadora, dijo, porque había algo de demanda. [10] NCR Corporation adoptó Micro Channel de manera integral: diseñaron y construyeron computadoras personales, estaciones de trabajo y plataformas de servidor de alto rendimiento que lo soportan, incluidos sus propios componentes lógicos basados en la arquitectura Micro Channel, incluidos SCSI, gráficos, redes y audio. Un pequeño número de otros fabricantes, incluidos Apricot , Dell , Research Machines y Olivetti lo adoptaron, pero solo para una parte de su gama de PC.
A pesar del hecho de que MCA fue una gran mejora técnica sobre ISA, pronto quedó claro que su introducción y comercialización por parte de IBM no se manejaba correctamente. IBM tenía sólidas patentes sobre las características del sistema de arquitectura Micro Channel y requería que los fabricantes de sistemas Micro Channel pagaran una tarifa de licencia, y buscaba activamente patentes para impedir que terceros vendieran implementaciones sin licencia del mismo. El mercado de clones de PC no quería pagar regalías a IBM para utilizar esta nueva tecnología, y se quedó en gran parte con el bus AT de 16 bits (adoptado y renombrado como ISA para evitar la marca registrada "AT" de IBM) y la configuración manual, aunque la VESA local Bus (VLB) fue brevemente popular para 486 de Intel máquinas.
Para los servidores, las limitaciones técnicas de la antigua ISA eran demasiado grandes y, a finales de 1988, la " Banda de los Nueve ", liderada por Compaq , anunció un bus rival de alto rendimiento: la Arquitectura Estándar Extendida de la Industria (EISA). Esto ofrecía beneficios de rendimiento similares a los de Micro Channel, pero con la doble ventaja de poder aceptar placas ISA más antiguas y estar libre del control de IBM.
Durante varios años, EISA y Micro Channel se enfrentaron en el campo de los servidores, pero, en 1996, IBM efectivamente admitió la derrota, cuando ellos mismos produjeron algunos servidores de bus EISA. [11] En 2001, el ejecutivo de IBM, Robert Moffat, dijo que de los errores de la compañía en el mercado de PC, "el más obvio es Micro Channel". [12]
A los pocos años de su llegada en 1992, PCI había reemplazado en gran medida a Micro Channel, EISA y VLB.
Tarjetas
Las tarjetas de expansión para el bus Micro Channel normalmente se dirigían a los requisitos de servidores o estaciones de trabajo gráficas de alta gama, con conexiones SCSI , Token Ring , Ethernet , IBM 5250 e IBM 3270 .
Tarjetas de sonido
Se produjeron muy pocas tarjetas de sonido MCA. Algunos ejemplos incluyen:
- Tarjeta sintetizadora de música AdLib MCA [13]
- ChipChat Sound-16 [14]
- ChipChat Sound-32 [14]
- Creative Labs Sound Blaster MCV, SKU : CT5320 [15]
- Creative Labs Sound Blaster Pro 2 MCV, SKU : CT5330 [15]
- IBM Rexon / Tecmar M-ACPA, SKU : 95F1288, 34F2787 [16]
- IBM Audiovation, SKU : 92G7463, 92G7464 [17]
- Adaptador de audio IBM Ultimedia 7-6, solo compatible con sistemas RS / 6000, o sistemas PS / 2 bajo NT con un procedimiento especial [18]
- Responder SB16 [19]
- Roland MPU-IMC [20]
- Piper Research SoundPiper 16 [21]
Ver también
- Arquitectura estándar de la industria (ISA)
- Arquitectura estándar extendida de la industria (EISA)
- NuBus
- Bus local VESA (VLB)
- Interconexión de componentes periféricos (PCI)
- Puerto de gráficos acelerado (AGP)
- PCI Express (PCIe)
- Lista de velocidades de bits del dispositivo
Notas
- ^ El uso del bus ISA fuera de las máquinas que emplean la familia de CPU 80x86 era poco común. El hardware notable que no es x86 que utilizó el bus ISA incluye IBM RT PC , BeBox , algunasestaciones de trabajo Apollo / Domain y algunos miembros de lalíneaDigital Equipment AlphaServer .
- ^ Modelos 50, 60 y 80: el modelo 30 era ISA
Referencias
- ^ "IBM Wild Duck vuela al sur" , John C. Dvorak, 09/04/2001
- ^ "¿Por qué MCA?"
- ^ "82C611, 82C612 MicroCHIPS: piezas de interfaz de microcanal" . Fichas y tecnologías .
- ^ Sistema RISC / 6000 POWERstation / POWERserver 580
- ^ Infoworld 5 de marzo de 1990, p1
- ^ "¿Alguien puede abordar IBM?" . The Economist . 1983-11-26.
- ^ "... enorme cantidad de sistemas IBM MicroChannel / 370 (9371) remotos ..." Acerca de z / VSE
- ^ Carta de anuncio de Micro Channel 370 número 190-141 del 5 de septiembre de 1990
- ^ Lewis, Peter H. (24 de abril de 1988). "Presentación de los primeros clones PS / 2" . The New York Times . Consultado el 6 de enero de 2015 .
- ^ Lewis, Peter H. (2 de agosto de 1988). "COMPUTADORAS PERSONALES; Tandy intenta mantener las cosas fáciles" . The New York Times . pag. C10. ISSN 0362-4331 . Consultado el 11 de marzo de 2020 .
- ^ "IBM PC Server 520 - Nuevos modelos SMP de 166MHz y mejoras de funciones" . IBM. 18 de junio de 1996 . Consultado el 31 de enero de 2010 .
- ^ Moffat, Robert (4 de septiembre de 2001). "PC de IBM: entonces y ahora" . Revista PC (entrevista). Entrevistado por Michael J. Miller. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2001 . Consultado el 2 de abril de 2020 .
- ^ "Tarjeta de síntesis de música AdLib (para MCA)" .
- ^ a b "Página de inicio de la tarjeta de sonido ChipChat" .
- ^ a b "Lista de productos Creative Sound Blaster" . Archivado desde el original el 24 de abril de 2018.
- ^ "Adaptador de captura y reproducción de M-Audio / A (M-ACPA)" .
- ^ "Audiovación" .
- ^ "Adaptador de audio Ultimedia 7-6" .
- ^ "Tarjeta de sonido de respuesta" .
- ^ "COMPUTERCRAFT - PS / 2 FAQ Versión 5.4" .
- ^ "SoundPiper" .
enlaces externos
- Página de entusiastas de MCA