S-100 (шина данных)

S-100 - Универсальная интерфейсная шина спроектированная компанией MITS в 1974 году специально для Altair 8800, считающимся на сегодняшний день первым персональным компьютером. Шина S-100 была первой интерфейсной шиной для микрокомпьютерной промышленности. Компьютеры с данной шиной состояли из процессора и периферийных карт расширений и были повторены многими производителями. Шина S-100 сформировала основу для доморощенных компьютеров разработчиками которых (например, Homebrew Computer Club) были написаны драйверы для CP/M. и MP/M.

Архитектура

По сути S-100 представляла разводку контактов процессора Intel 8080 в единую плату с унифицированными разъемами для подключения слотов расширения. Система включала две однонаправленных 8-битовых шины данных, но только единственную двунаправленную 16-битовую адресную шину. Для питания подключаемых плат расширений на шине присутствовали не стабилизированные +8 V и ±18 V. Стабилизация напряжения предполагалась в самих платах расширения к +5 V (при использовании TTL логики) и ±12 V (как правило используемых в RS-232 линии, двигателями дисковода и др.).

Характеристики разъемов для подключения плат расширений:

Размеры: 134 мм x 254 мм, 100 выводов

Разъем: 50 выводов на каждой стороне платы

Нерегулируемое напряжение питания: +8В, +16В.

В свое время, шина S-100 была очень популярна для широкого диапазона периферийных плат, она входила в состав плат памяти, устройств последовательного и параллельного интерфейсов, плат контроллеров гибких магнитных дисков, видео-плат, плат музыкальных синтезаторов и т.д. S-100 обеспечивала 16 линий данных, 16 линий адреса (при этом максимальное адресное пространство составляло 64Кбайт), 3 линии питания, 8 линий для прерываний и 39 управляющих линий. Эта шина использовалась для микропроцессоров Intel 8080, Zilog Z-80 и Motorola 6500 и 6800. Некоторые фирмы создали на базе S-100 свои стандарты подобной шины.

Одним из таких примеров может служить стандарт шины S-100/IEEE696, который разрабатывался в 1983 году. Полученная шина имела следующие характеристики:

Дополнительные 8 разрядов адреса позволили адресовать до 16 Мбайтов памяти (таким образом, всего получилось 24 линии адреса).

Поддержка 16 - разрядных микропроцессоров путем добавления еще двух сигналов sixteen request (SXTRO, 58 линий) и sixteen acknowledge (SIXTN, 60 линий).

Линия 12 была зарезервирована для сигнала немаскируемого прерывания (NMI).

Особенности

Полная спецификация этой шины включает до 100 сигналов. Рабочая частота при этом достигает 10 МГц. Шина S-100 и ее модификации нашли применение при разработках небольших промышленных приложений. Основными достоинствами этой шины являются низкая цена и поддержка шины большим числом промышленных разработчиков.

Для сравнения стоит отметить что у компьютеров IBM PC AT и IBM PC XT системная шина была предназначена для одновременной передачи только 8 разрядов данных, так как используемый в компьютерах микропроцессор i8088 имел 8 линий данных. Кроме этого, системная шина включала 20 адресных линий, которые ограничивали адресное пространство пределом в 1 Мбайт. Для работы с внешними устройствами в этой шине были предусмотрены также 4 линии аппаратных прерываний и 4 линии для требования внешними устройствами прямого доступа в память (DМА - Direct Memory Access). Для подключения плат расширения использовались специальные 62-контактные разъемы. Заметим, что системная шина и микропроцессор синхронизировались от одного тактового генератора с частотой 4,77 МГц. Таким образом, теоретически скорость передачи данных могла достигать более 4.5 Мбайт/с.

См. также

• Шина адреса
• Шина данных
• Шина управления

Внешние ссылки

• Общая информация о шинах и интерфейсах
• IEEE, "IEEE Standard, 696 Interface Devices", 1983
• "S100 Computers", A website containing many photos of cards, documentation, and history
• ""Cromemco" based, S-100 micro-computer", Robert Kuhmann's images of several S-100 cards
• "Herb's S-100 Stuff", Herbert Johnson's collection of S-100 history
• "IEEE-696 / S-100 Bus Documentation and Manuals Archive", Howard Harte's S-100 manuals collection