El bus S-100 o bus Altair , IEEE696 -1983 (retirado) , es un bus de computadora temprano diseñado en 1974 como parte del Altair 8800 . El bus S-100 fue el primer bus de expansión estándar de la industria para la industria de las microcomputadoras. Las computadoras S-100 , que consisten en procesadores y tarjetas periféricas, fueron producidas por varios fabricantes. El S-100 de autobús sirvió de base para los ordenadores caseros cuyos constructores (por ejemplo, el Homebrew Computer Club ) conductores implementadas para CP / M y MP / M . Estos S-100Las microcomputadoras abarcaron toda la gama, desde juguetes para aficionados hasta estaciones de trabajo para pequeñas empresas, y fueron comunes en las primeras computadoras hogareñas hasta la llegada de la PC IBM .
Año de creación | 1974 |
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Creado por | Ed Roberts |
Ancho en bits | 8 |
Arquitectura
El bus S-100 es un backplane pasivo de conectores de borde de placa de circuito impreso de 100 pines cableados en paralelo. Tarjetas de circuitos que miden 5 × 10 pulgadas que sirven a las funciones de CPU, memoria o interfaz de E / S conectadas a estos conectores. Las definiciones de señal de bus siguen de cerca las de un sistema de microprocesador 8080, ya que el microprocesador Intel 8080 fue el primer microprocesador alojado en el bus S-100 . Las 100 líneas del bus S-100 se pueden agrupar en cuatro tipos: 1) Energía, 2) Datos, 3) Dirección y 4) Reloj y control. [1]
La energía suministrada en el bus es a granel no regulada +8 Voltios CC y ± 16 Voltios CC, diseñada para ser regulada en las tarjetas a +5 V (usado por TTL ICs), -5 V y +12 V para Intel 8080 CPU IC, ± 12 V RS-232 IC del driver de línea, 12 V para los motores de accionamiento de disco. La regulación de voltaje a bordo generalmente se realiza mediante dispositivos de la familia 78xx (por ejemplo, un dispositivo 7805 para producir +5 voltios). Estos eran reguladores lineales que comúnmente se montan en disipadores de calor.
El bus de datos bidireccional de 8 bits del Intel 8080 se divide en dos buses de datos unidireccionales de 8 bits. El procesador solo podía usar uno de estos a la vez. El Sol-20 usó una variación que tenía solo un bus de 8 bits y usó los pines ahora no utilizados como tierra de la señal para reducir el ruido electrónico . La dirección del bus, dentro o fuera, se señaló mediante el pin DBIN que de otro modo no se utilizaría. Esto también se volvió universal en el mercado S-100 , haciendo que el segundo autobús fuera superfluo. Más tarde, estos dos buses de 8 bits se combinarían para admitir un ancho de datos de 16 bits para procesadores más avanzados, utilizando el sistema de Sol para señalar la dirección.
El bus de direcciones tiene 16 bits de ancho en la implementación inicial y luego se extendió a 24 bits de ancho. Una señal de control de bus puede poner estas líneas en una condición de tres estados para permitir el acceso directo a la memoria. El Cromemco Dazzler , por ejemplo, es una de las primeras tarjetas S-100 que recuperaba imágenes digitales de la memoria mediante el acceso directo a la memoria.
Las señales de reloj y control se utilizan para gestionar el tráfico en el autobús. Por ejemplo, la línea DO Disable hará que las líneas de dirección sean triestatales durante el acceso directo a la memoria. Las líneas no asignadas de la especificación de bus original se asignaron posteriormente para admitir procesadores más avanzados. Por ejemplo, el procesador Zilog Z-80 tiene una línea de interrupción no enmascarable que el procesador Intel 8080 no tiene. Luego, una línea no asignada del bus S-100 se reasignó para admitir la solicitud de interrupción no enmascarable.
Historia
Durante el diseño del Altair, el hardware necesario para fabricar una máquina utilizable no estaba disponible a tiempo para la fecha de lanzamiento de enero de 1975. El diseñador, Ed Roberts , también tuvo el problema de que la placa posterior ocupaba demasiado espacio. Intentando evitar estos problemas, colocó los componentes existentes en una caja con "ranuras" adicionales, de modo que los componentes faltantes pudieran enchufarse más tarde cuando estuvieran disponibles. El backplane está dividido en cuatro tarjetas separadas, con la CPU en una quinta. Luego buscó una fuente económica de conectores y se encontró con un suministro de conectores de borde de 100 pines excedentes militares . El bus de 100 pines fue creado por un dibujante anónimo, que seleccionó el conector de un catálogo de piezas y asignó arbitrariamente nombres de señales a grupos de pines del conector. [2]
Una industria floreciente de máquinas "clon" siguió a la introducción del Altair en 1975. La mayoría de ellos usaba el mismo diseño de bus que el Altair, creando un nuevo estándar industrial. Estas empresas se vieron obligadas a referirse al sistema como el "autobús de Altair" y querían otro nombre para evitar referirse a su competidor al describir su propio sistema. El nombre " S-100 ", abreviatura de "Standard 100", fue acuñado por Harry Garland y Roger Melen , cofundadores de Cromemco . [3] [4] Durante un vuelo para asistir a la conferencia de microcomputadoras PC '76 de Atlantic City en agosto de 1976, compartieron la cabina con Bob Marsh y Lee Felsenstein de Processor Technology . Melen se acercó a ellos para convencerlos de que adoptaran el mismo nombre. Tenía una cerveza en la mano y cuando el avión chocó contra un bache, Melen derramó un poco de cerveza sobre Marsh. Marsh acordó usar el nombre, que Melen le atribuye queriendo que Melen se vaya con su cerveza. [5]
El término apareció por primera vez impreso en un anuncio de Cromemco en la edición de noviembre de 1976 de la revista Byte . [6] El primer simposio sobre el autobús S-100 , moderado por Jim Warren , se llevó a cabo el 20 de noviembre de 1976 en Diablo Valley College con un panel formado por Harry Garland , George Morrow y Lee Felsenstein . [7] Solo un año después, el S-100 Bus se describiría como "el estándar de bus más utilizado jamás desarrollado en la industria de la computación". [8]
Cromemco fue el mayor de los fabricantes de S-100 , seguido de Vector Graphic y North Star Computers . [9] Otros innovadores fueron empresas como Alpha Microsystems , IMS Associates, Inc. , Godbout Electronics (más tarde CompuPro ) e Ithaca Intersystems . En mayo de 1984, Microsystems publicó un directorio completo de productos S-100 que enumeraba más de 500 productos " S-100 / IEEE-696" de más de 150 empresas. [10]
Las señales del bus S-100 eran fáciles de crear usando una CPU 8080, pero cada vez menos cuando se usaban otros procesadores como el 68000. La lógica de conversión de señales ocupaba más espacio en la placa. No obstante, en 1984, once procesadores diferentes estaban alojados en el bus S-100 , desde el Intel 8080 de 8 bits hasta el Zilog Z-8000 de 16 bits . [10] En 1986, Cromemco introdujo la tarjeta XXU, diseñada por Ed Lupin, utilizando un procesador Motorola 68020 de 32 bits . [11]
Estándar IEEE-696
A medida que el autobús S-100 ganaba impulso, era necesario desarrollar una especificación formal del autobús para ayudar a asegurar la compatibilidad de los productos producidos por diferentes fabricantes. También era necesario ampliar el bus para que pudiera admitir procesadores más capaces que el Intel 8080 utilizado en la computadora Altair original. En mayo de 1978, George Morrow y Howard Fullmer publicaron una “Norma propuesta para el autobús S-100 ” señalando que 150 proveedores ya estaban suministrando productos para el autobús S-100 . Este estándar propuesto documentó la ruta de datos de 8 bits y la ruta de dirección de 16 bits del bus y declaró que se estaba considerando extender la ruta de datos a 16 bits y la ruta de dirección a 24 bits. [12]
En julio de 1979, Kells Elmquist, Howard Fullmer, David Gustavson y George Morrow publicaron una "Especificación estándar para dispositivos de interfaz de bus S-100 ". [13] En esta especificación, la ruta de datos se amplió a 16 bits y la ruta de dirección se amplió a 24 bits. El Grupo de Trabajo IEEE 696, presidido por Mark Garetz, continuó desarrollando la especificación que fue propuesta como estándar IEEE y aprobada por la IEEE Computer Society el 10 de junio de 1982. [14]
El American National Standards Institute (ANSI) aprobó el estándar IEEE el 8 de septiembre de 1983. La estructura del bus de computadora desarrollada por Ed Roberts para la computadora Altair 8800 se había ampliado, documentado rigurosamente y ahora se ha designado como estándar nacional estadounidense IEEE Std 696- 1983. [14]
Jubilación
IBM introdujo la computadora personal IBM en 1981 y la siguió con modelos cada vez más capaces: la XT en 1983 y la AT en 1984. El éxito de estas computadoras cortó profundamente el mercado de productos de bus S-100 . En mayo de 1984, Sol Libes (que había sido miembro del Grupo de trabajo IEEE-696) escribió en Microsystems : "no hay duda de que el mercado de la S-100 ahora puede considerarse una industria madura con solo un potencial de crecimiento moderado, en comparación con el mercado compatible con IBM PC ". [15]
A medida que los productos IBM PC capturaron la gama baja del mercado, las máquinas S-100 avanzaron hacia sistemas OEM y multiusuario más potentes. Se utilizaron bancos de computadoras de bus S-100 , por ejemplo, para procesar las transacciones en la Bolsa Mercantil de Chicago; la Fuerza Aérea de los Estados Unidos desplegó máquinas de autobuses S-100 para sus sistemas de planificación de misiones. [16] [17] Sin embargo, a lo largo de la década de 1980, el mercado de las máquinas de autobús S-100 para el aficionado, para el uso personal e incluso para las pequeñas empresas estaba en declive. [18]
El mercado de productos de bus S-100 continuó contrayéndose a principios de la década de 1990, a medida que las computadoras compatibles con IBM se volvieron más capaces. En 1992, la Bolsa Mercantil de Chicago, por ejemplo, reemplazó sus computadoras de bus S-100 con el modelo IBM PS / 2 . [19] Para 1994, la industria de autobuses S-100 se había contraído lo suficiente como para que el IEEE no viera la necesidad de continuar apoyando el estándar IEEE-696. El estándar IEEE-696 se retiró el 14 de junio de 1994. [14]
Referencias
- ^ Garland, Harry (1979). Introducción al diseño de sistemas de microprocesadores . Nueva York: McGraw-Hill. págs. 159-169 . ISBN 0-07-022871-X.
Aunque se han adaptado muchos otros procesadores al bus S-100 , las definiciones de la señal del bus siguen de cerca las de un sistema 8080.
- ^ El autobús S-100 : pasado, presente y futuro , InfoWorld , 18 de febrero de 1980
- ^ Freiberger, Paul ; Swaine, Michael (2000). Fuego en el valle: La fabricación de la computadora personal (Segunda ed.). McGraw-Hill. pag. 66 . ISBN 0-07-135892-7.
- ^ "La Historia de Cromemco" . O Noticias I / . 1 (1): 10. septiembre-octubre de 1980 . Consultado el 22 de febrero de 2013 .
- ^ Swaine, Michael; Freiberger, Paul (20 de octubre de 2014). Incendio en el valle: el nacimiento y la muerte de la computadora personal . ISBN 9781680503524.
- ^ Herbert Johnson, "Orígenes de las computadoras S-100 " , 15 de marzo de 2008
- ^ Robert Reiling (10 de diciembre de 1976). "Datos aleatorios" . Boletín del Homebrew Computer Club . 2 (11-12): 1.
- ^ Zaks, Rodnay (1977). Microprocesadores: desde chips hasta sistemas . Sybex. pag. 302.
- ^ Libes, Sol (septiembre-octubre de 1981). "Los líderes en el mercado S-100 son Cromemco ($ 50M), Vector Graphics ($ 30M) y North Star ($ 25M)". Microsistemas . 2 (5): 8.
- ^ a b Libes, Sol (mayo de 1984). " Directorio de productos S-100 ". Microsistemas . 5 (5): 59–78.
- ^ "El nuevo procesador XXU ofrece una enorme ventaja de velocidad". O Noticias I / . 5 (4): 1. Agosto-septiembre de 1986. ISSN 0274-9998 .
- ^ Mañana, George; Fullmer, Howard (mayo de 1978). "Norma propuesta para el autobús S-100 " (PDF) . Computadora . Sociedad de Informática IEEE. 11 (5): 84–90. doi : 10.1109 / cm.1978.218190 . S2CID 2023052 .
Dave Gustavson recomendó
extender el bus S-100 a 24 bits de dirección y 16 bits de datos. Actualmente se está considerando exactamente cómo se hará esto.
- ^ Elmquist, Kells A .; Fullmer, Howard; Gustavson, David B .; Morrow, George (julio de 1979). "Especificación estándar para dispositivos de interfaz de bus S-100" (PDF) . Computadora . Sociedad de Informática IEEE. 12 (7): 28–52. doi : 10.1109 / mc.1979.1658813 . S2CID 9797254 .
- ^ a b c Un estándar nacional estadounidense: dispositivos de interfaz estándar IEEE 696 . doi : 10.1109 / IEEESTD.1983.81971 . ISBN 978-0-7381-4244-9.
- ^ Libes, Sol (mayo de 1984). "Directorio de productos S-100". Microsistemas . 5 (5): 59.
Sin embargo, no hay duda de que el mercado de la S-100 ahora puede considerarse una industria madura con solo un potencial de crecimiento moderado, en comparación con el mercado compatible con IBM PC.
- ^ Breeding, Gary (enero-febrero de 1984). "Transacciones de la red de Cromemco Systems en Chaotic Exchange". O Noticias I / . 3 (6): 20. ISSN 0274-9998 .
- ^ "La USAF equipará a sus escuadrones de caza tácticos con un sistema de planificación de misiones". Semana de la aviación y tecnología espacial . 126 (22): 105. 1 de junio de 1987.
- ^ Libes, Sol (mayo de 1984). "Directorio de productos S-100". Microsistemas . 5 (5): 59.
Mientras que el crecimiento inicial del mercado de la S-100 se basó principalmente en los aficionados y los primeros usuarios de computadoras personales, la industria ahora se está concentrando en sistemas OEM multiusuario y aplicaciones que requieren más potencia de computadora.
- ^ "CME utiliza código de datos para distribuir datos de cotización a los comerciantes de piso" . WatersTechnology. 27 de enero de 1992.
enlaces externos
- "Computadoras S100" , un sitio web que contiene muchas fotos de tarjetas, documentación e historial
- " Microordenador S-100 basado en" Cromemco ", imágenes de Robert Kuhmann de varias tarjetas S-100
- "Herb's S-100 Stuff" , la colección de Herbert Johnson de la historia de la S-100
- " Archivo de manuales y documentación de bus IEEE-696 / S-100 " , colección de manuales S-100 de Howard Harte