Micro Channel -arkkitehtuurin suunnitteli insinööri Chet Heath. Monet kehitetyistä Micro Channel -korteista käyttivät CHIPS P82C612 MCA-liitäntäohjainta; näin MCA-toteutuksista tuli paljon helpompia.
YleiskatsausMuokkaa
Micro Channel oli ensisijaisesti 32-bittinen väylä, mutta järjestelmä tuki myös 16-bittistä tilaa, joka oli suunniteltu alentamaan Intel-pohjaisten koneiden, kuten IBM:n PS/2:n, liittimien ja logiikan kustannuksia.
Tilanne ei kuitenkaan koskaan ollut näin yksinkertainen, sillä sekä 32-bittisessä että 16-bittisessä versiossa oli aluksi useita ylimääräisiä valinnaisia liittimiä muistikortteja varten, mikä johti valtavaan määrään fyysisesti yhteensopimattomia kortteja väylään liitettävää muistia varten. Aikanaan muisti siirtyi suorittimen paikalliseen väylään, jolloin ongelma poistui. Toisaalta signaalin laatu parani huomattavasti, kun Micro Channel lisäsi maadoitus- ja virtanastat ja järjesti nastat siten, että häiriöt minimoitiin; maadoitus tai syöttö sijaitsi siten kolmen nastan sisällä jokaisesta signaalista.
Toinen liitinlaajennus otettiin mukaan näytönohjaimia varten. Tätä laajennusta käytettiin näytönohjaimen analogista ulostuloa varten, joka sitten ohjattiin järjestelmäkortin kautta järjestelmän omaan monitorilähtöön. Tämän etuna oli, että Micro Channel -järjestelmäkorteissa saattoi olla perus VGA- tai MCGA-grafiikkajärjestelmä, ja korkeamman tason grafiikat (XGA- tai muut kiihdytinkortit) saattoivat sitten käyttää samaa porttia. Lisäkortit pystyivät näin ollen olemaan vapaita ”vanhoista” VGA-tiloista ja käyttämään piirilevyn grafiikkajärjestelmää tarvittaessa ja mahdollistamaan yhden järjestelmäkortin liittimen päivitettävälle grafiikalle.
Micro Channel -kortit sisälsivät myös yksilöllisen, 16-bittisen ohjelmallisesti luettavan tunnisteen, joka muodosti perustan varhaiselle plug and play -järjestelmälle. BIOS ja/tai käyttöjärjestelmä voi lukea tunnukset, verrata niitä tunnettujen korttien luetteloon ja suorittaa automaattisen järjestelmäkonfiguroinnin sopivaksi. Tämä johti käynnistysvirheisiin, joissa vanhempi BIOS ei tunnistanut uudempaa korttia, mikä aiheutti käynnistysvirheen. Tämä puolestaan edellytti IBM:ltä päivitettyjen referenssilevyjen (The CMOS Setup Utility) julkaisemista säännöllisesti. Melko täydellinen luettelo tunnetuista tunnisteista on saatavilla (katso Ulkoiset linkit -osio). Näiden referenssidiskettien mukana toimitettiin ADF-tiedostoja, joita setup-ohjelma luki ja jotka puolestaan antoivat kortin konfigurointitietoja. ADF oli yksinkertainen tekstitiedosto, joka sisälsi tietoa kortin muistiosoitteista ja keskeytyksistä.
Vaikka MCA-kortit maksoivat lähes kaksinkertaisen hinnan vastaaviin muihin kuin MCA-kortteihin verrattuna, markkinoinnissa painotettiin, että kuka tahansa käyttäjä voi helposti päivittää tai lisätä kortteja tietokoneeseensa, jolloin säästyy huomattavilta teknisen asiantuntijan kuluilta. Tällä kriittisellä alueella Micro Channel -arkkitehtuurin suurin etu oli myös sen suurin haitta ja yksi tärkeimmistä syistä sen tuhoon. Lisätäkseen uuden kortin (videokortin, tulostimen, muistin, verkon, modeemin jne.) käyttäjä yksinkertaisesti kytki MCA-kortin ja asetti räätälöidyn levykkeen (joka tuli PC:n mukana), joka sulautti uuden kortin alkuperäiseen laitteistoon automaattisesti sen sijaan, että hän olisi hankkinut paikalle kalliisti koulutetun teknikon, joka olisi voinut tehdä kaikki tarvittavat muutokset manuaalisesti. Kaikki keskeytysvalinnat (usein hämmentävä ongelma) ja muut muutokset tehtiin automaattisesti siten, että PC luki vanhan kokoonpanon levykkeeltä, teki tarvittavat muutokset ohjelmistoon ja kirjoitti sitten uuden kokoonpanon levykkeelle. Käytännössä tämä kuitenkin tarkoitti sitä, että käyttäjän oli pidettävä sama levykkeen ja PC:n välillä. Pienessä yrityksessä, jossa oli vain muutama tietokone, tämä oli ärsyttävää, mutta käytännöllistä. Mutta suurissa organisaatioissa, joissa oli satoja tai jopa tuhansia tietokoneita, oli logistisesti epätodennäköistä tai mahdotonta sovittaa jokaiseen tietokoneeseen pysyvästi oma levykkeensä. Ilman alkuperäistä, päivitettyä levykettä tietokoneen kortteihin ei voitu tehdä muutoksia. Kun tämä kokemus oli toistunut tuhansia kertoja, yritysjohtajat tajusivat, että heidän unelmaskenaarionsa päivityksen yksinkertaisuudesta ei toiminut yritysmaailmassa, ja he etsivät parempaa prosessia.
TiedonsiirtoEdit
Mikrokanavan perusdatanopeutta nostettiin ISA:n 8 MHz:stä 10 MHz:iin. Tämä saattoi olla vaatimaton lisäys kellotaajuuden suhteen, mutta suurempi väylän leveys yhdistettynä omaan väyläohjaimeen, joka hyödynsi burst-moodisiirtoja, merkitsi sitä, että tehokas läpäisykyky oli jopa viisinkertainen ISA:han verrattuna. Nopeampia siirtoja varten osoiteväylää voitiin käyttää uudelleen dataan, mikä lisäsi väylän tehollista leveyttä entisestään. Kun 10 MHz:n nopeus mahdollisti 40 MB/s:n läpimenon 32-bittisellä leveydellä, myöhemmät RS/6000-konemallit nostivat tiedonsiirtonopeuden 20 MHz:iin ja läpimenon 80 MB/s:iin. Jotkin Micro Channel -väylän suuremmat läpäisykykyiset toiminnot olivat käytettävissä vain RS/6000-alustalla, eikä niitä alun perin tuettu Intel-alustalla toimivissa korteissa.
Väylän masteroinnin avulla kukin kortti saattoi keskustella suoraan toistensa kanssa. Tämä mahdollisti suorittimesta riippumattoman suorituskyvyn. Yksi multi-master-suunnittelun potentiaalinen haittapuoli oli mahdolliset törmäykset, kun useampi kuin yksi kortti yritti väylämasteroida, mutta Micro Channel sisälsi arbitraatio-ominaisuuden, jolla korjattiin nämä tilanteet, ja se mahdollisti myös masterille burst-tilan käytön. Micro Channel -korteilla oli täysi hallinta jopa 12 millisekunnin ajan. Tämä oli riittävän pitkä aika, jotta väylässä olevien muiden laitteiden enimmäismäärä saattoi puskuroida saapuvaa dataa yliajettavista laitteista, kuten nauhoista ja tietoliikennelaitteista.
Multiple bus-master -tuki ja parannettu sovittelu merkitsevät sitä, että useat tällaiset laitteet saattoivat toimia rinnakkain ja jakaa järjestelmäväylän. Micro Channel -väylän master-kykyiset laitteet voivat jopa käyttää väylää keskustellakseen suoraan toistensa kanssa (peer to peer) nopeudella, joka on nopeampi kuin järjestelmän suorittimen nopeus, ilman mitään muita järjestelmän toimenpiteitä. Teoriassa Micro Channel -arkkitehtuurin järjestelmiä voitaisiin laajentaa kuten suurtietokoneita vain lisäämällä älykkäitä mastereita ilman, että keskusprosessoria tarvitsee päivittää ajoittain.
Arbitraation parantaminen takaa paremman järjestelmän läpäisykyvyn, koska ohjaus siirtyy tehokkaammin. Kehittyneellä keskeytyskäsittelyllä tarkoitetaan tasoherkkien keskeytysten käyttöä järjestelmäpyyntöjen käsittelyssä. Erillisen keskeytyslinjan sijasta useita linjoja voidaan jakaa useampien mahdollisten keskeytysten tarjoamiseksi, mikä ratkaisee ISA-väylän keskeytyslinjojen ristiriitaongelmat.
Kaikki keskeytyspyyntösignaalit olivat ”julkisia” Micro Channel -arkkitehtuurissa, mikä sallii minkä tahansa väylässä olevan kortin toimia I/O-prosessorina, joka voi palvella suoraan I/O-laitteen keskeytyksiä. ISA oli rajoittanut kaiken tällaisen käsittelyn vain järjestelmän CPU:lle. Samoin väylän pääkäyttäjän pyyntö- ja myöntämissignaalit olivat julkisia, joten väylään liitetyt laitteet saattoivat seurata viiveaikaa ja ohjata I/O-prosessoreiden sisäistä puskurointia. Näitä ominaisuuksia ei otettu käyttöön PCI:ssä, vaan kaiken I/O-tuen oli tultava yksinomaan järjestelmäkortin prosessorilta.
Viimeinen merkittävä Micro Channel -arkkitehtuurin parannus oli POS, Programmable Option Select, jonka ansiosta kaikki asetukset voitiin tehdä ohjelmallisesti. Tätä ominaisuutta pidetään nykyään itsestäänselvyytenä, mutta tuohon aikaan asennus oli ISA-järjestelmissä valtava työläs. POS oli yksinkertainen järjestelmä, joka sisälsi laiteohjelmiston laitetunnukset, jotka tietokoneen ajureiden oli tarkoitus tulkita. (Tämäntyyppinen ohjelmistokonfigurointijärjestelmä tunnetaan nykyään nimellä ”plug and play”.) Ominaisuus ei oikein lunastanut lupauksiaan; Automaattinen konfigurointi oli hyvä silloin, kun se toimi, mutta usein se ei toiminut – jolloin tietokone ei käynnistynyt – ja ongelman ratkaiseminen manuaalisesti oli paljon vaikeampaa kuin ISA-järjestelmän konfigurointi, eikä vähiten siksi, että MCA-laitteen dokumentaatiossa yleensä oletettiin, että automaattinen konfigurointi toimisi, eikä siinä näin ollen annettu tarvittavia tietoja, jotta se olisi voitu määrittää käsin, toisin kuin ISA-laitteen dokumentaatiossa, jossa välttämättä annettiin täydelliset tiedot (kuitenkin se, että piti fyysisesti poistaa ja tarkistaa kaikki IRQ-asetukset ja sitten etsiä ja asettaa uusi IRQ uudelle laitteelle – jos sopiva oli saatavilla – ISA-laitetta varten, ei ollut lainkaan hauskaa, ja se oli monien käyttäjien ulottumattomissa….on selvää, miksi yritettiin siirtyä ohjelmiston välittämään konfigurointiin ja miksi tämä onnistui myöhemmin PnP:n muodossa.)