L’architecture Micro Channel a été conçue par l’ingénieur Chet Heath. Un grand nombre des cartes Micro Channel qui ont été développées utilisaient le contrôleur d’interface MCA CHIPS P82C612 ; permettant aux implémentations MCA de devenir beaucoup plus faciles.
AperçuEdit
Le Micro Channel était principalement un bus 32 bits, mais le système supportait également un mode 16 bits conçu pour réduire le coût des connecteurs et de la logique dans les machines à base d’Intel comme le PS/2 d’IBM.
La situation n’a jamais été aussi simple, cependant, car les versions 32 bits et 16 bits avaient initialement un certain nombre de connecteurs optionnels supplémentaires pour les cartes mémoire, ce qui a entraîné un nombre énorme de cartes physiquement incompatibles pour la mémoire attachée au bus. Avec le temps, la mémoire a été transférée sur le bus local de l’unité centrale, ce qui a éliminé le problème. Du côté positif, la qualité du signal a été grandement améliorée car Micro Channel a ajouté des broches de masse et d’alimentation et a disposé les broches pour minimiser les interférences ; une masse ou une alimentation était ainsi située à moins de 3 broches de chaque signal.
Une autre extension de connecteur était incluse pour les cartes graphiques. Cette extension était utilisée pour la sortie analogique de la carte vidéo, qui était ensuite acheminée par la carte système vers la sortie moniteur propre au système. L’avantage de ce système était que les cartes système Micro Channel pouvaient être équipées d’un système graphique VGA ou MCGA de base et que des graphiques de niveau supérieur (XGA ou autres cartes accélératrices) pouvaient alors partager le même port. Les cartes additionnelles étaient alors en mesure de s’affranchir des modes VGA « hérités », en utilisant le système graphique embarqué en cas de besoin, et en permettant un seul connecteur de carte système pour des graphiques pouvant être mis à niveau.
Les cartes Micro Channel présentaient également un identifiant unique de 16 bits lisible par logiciel, qui constituait la base d’un premier système plug and play. Le BIOS et/ou le système d’exploitation peuvent lire les ID, les comparer à une liste de cartes connues et effectuer une configuration automatique du système en conséquence. Cela a conduit à des échecs de démarrage où un ancien BIOS ne reconnaissait pas une carte plus récente, provoquant une erreur au démarrage. En retour, cela a obligé IBM à publier régulièrement des disques de référence mis à jour (l’utilitaire de configuration CMOS). Une liste assez complète des identifiants connus est disponible (voir la section Liens externes). Pour accompagner ces disques de référence, il y avait des fichiers ADF qui étaient lus par l’utilitaire de configuration qui, à son tour, fournissait des informations de configuration pour la carte. L’ADF était un simple fichier texte, contenant des informations sur l’adressage de la mémoire de la carte et les interruptions.
Bien que les cartes MCA coûtent près du double du prix des cartes non-MCA comparables, le marketing insistait sur le fait qu’il était simple pour n’importe quel utilisateur de mettre à niveau ou d’ajouter d’autres cartes à son PC, évitant ainsi la dépense considérable d’un technicien. Dans ce domaine critique, le plus grand avantage de l’architecture Micro Channel était également son plus grand désavantage, et l’une des principales raisons de sa disparition. Pour ajouter une nouvelle carte (vidéo, imprimante, mémoire, réseau, modem, etc.), il suffisait à l’utilisateur de brancher la carte MCA et d’insérer une disquette personnalisée (fournie avec le PC) pour intégrer automatiquement la nouvelle carte au matériel d’origine, plutôt que de faire appel à un technicien formé et coûteux qui pouvait effectuer manuellement tous les changements nécessaires. Tous les choix en matière d’interruptions (un problème qui laisse souvent perplexe) et les autres changements étaient réalisés automatiquement par le PC qui lisait l’ancienne configuration sur la disquette, qui effectuait les changements nécessaires dans le logiciel, puis écrivait la nouvelle configuration sur la disquette. En pratique, toutefois, cela signifiait que l’utilisateur devait conserver la même disquette associée à ce PC. Pour une petite entreprise avec quelques PC, c’était ennuyeux, mais pratique. Mais pour les grandes entreprises possédant des centaines, voire des milliers de PC, il était peu probable, voire impossible, de faire correspondre en permanence chaque PC à sa propre disquette. Sans la disquette originale et mise à jour, aucune modification ne pouvait être apportée aux cartes du PC. Après que cette expérience se soit répétée des milliers de fois, les chefs d’entreprise ont réalisé que leur scénario de rêve pour la simplicité des mises à niveau ne fonctionnait pas dans le monde de l’entreprise, et ils ont cherché un meilleur processus.
Transmission de donnéesModification
Le débit de données de base du Micro Channel a été augmenté de 8 MHz de l’ISA à 10 MHz. Il s’agissait peut-être d’une augmentation modeste en termes de fréquence d’horloge, mais la plus grande largeur de bus, associée à un contrôleur de bus dédié qui utilisait les transferts en mode rafale, signifiait que le débit effectif était jusqu’à cinq fois supérieur à celui de l’ISA. Pour des transferts plus rapides, le bus d’adresses pouvait être réutilisé pour les données, ce qui augmentait encore la largeur effective du bus. Alors que le taux de 10 MHz permettait un débit de 40 Mo/s pour une largeur de 32 bits, les modèles ultérieurs de machines RS/6000 ont porté le taux de données à 20 MHz, et le débit à 80 Mo/s. Certaines fonctions à débit plus élevé du bus Micro Channel n’étaient disponibles que pour la plate-forme RS/6000, et n’étaient pas initialement prises en charge par les cartes fonctionnant sur une plate-forme Intel.
Avec le bus mastering, chaque carte pouvait parler directement à une autre. Cela permettait des performances indépendantes du processeur. Un inconvénient potentiel de la conception multi-maître était les collisions possibles lorsque plus d’une carte essayait de maîtriser le bus, mais Micro Channel a inclus une fonction d’arbitrage pour corriger ces situations, et a également permis à un maître d’utiliser un mode rafale. Les cartes Micro Channel avaient un contrôle total jusqu’à 12 millisecondes. C’était suffisamment long pour permettre au maximum d’autres périphériques sur le bus de mettre en mémoire tampon les données entrantes provenant de périphériques sur-routables comme les bandes et les communications.
La prise en charge de plusieurs maîtres de bus et l’amélioration de l’arbitrage signifient que plusieurs périphériques de ce type pourraient coexister et partager le bus système. Les périphériques compatibles avec le bus-maître Micro Channel peuvent même utiliser le bus pour parler directement les uns avec les autres (peer to peer) à des vitesses plus rapides que l’unité centrale du système, sans aucune autre intervention du système. En théorie, les systèmes d’architecture Micro Channel pourraient être étendus, comme les mainframes, avec seulement l’ajout de maîtres intelligents, sans besoin périodique de mettre à niveau le processeur central.
L’amélioration de l’arbitrage assure un meilleur débit du système puisque le contrôle est passé plus efficacement. La gestion avancée des interruptions fait référence à l’utilisation d’interruptions sensibles au niveau pour traiter les demandes du système. Plutôt qu’une ligne d’interruption dédiée, plusieurs lignes peuvent être partagées pour fournir plus d’interruptions possibles, ce qui résout les problèmes de conflit de lignes d’interruption du bus ISA.
Tous les signaux de demande d’interruption étaient « publics » sur l’architecture Micro Channel permettant à n’importe quelle carte sur le bus de fonctionner comme un processeur d’E/S pour le service direct des interruptions des périphériques d’E/S. L’ISA avait limité ce type de traitement à l’unité centrale du système. De même, les signaux de demande et d’octroi du maître du bus étaient publics, de sorte que les dispositifs reliés au bus pouvaient surveiller la latence afin de contrôler la mise en mémoire tampon interne pour les processeurs d’entrée/sortie. Ces caractéristiques n’ont pas été adoptées pour PCI, exigeant que tout le support d’E/S provienne uniquement du processeur de la carte système.
La dernière amélioration majeure de l’architecture Micro Channel était POS, le Programmable Option Select, qui permettait à toute la configuration de se faire par logiciel. Cette fonctionnalité est considérée comme acquise aujourd’hui, mais à l’époque, la configuration était une énorme corvée pour les systèmes ISA. POS était un système simple qui incluait des identifiants de périphériques dans le micrologiciel, que les pilotes de l’ordinateur étaient censés interpréter. (Ce type de système de configuration logicielle est connu aujourd’hui sous le nom de plug and play.) Cette fonctionnalité n’a pas vraiment tenu ses promesses ; la configuration automatique était satisfaisante lorsqu’elle fonctionnait, mais il arrivait souvent qu’elle ne fonctionnait pas – ce qui rendait l’ordinateur non amorçable – et la résolution du problème par une intervention manuelle était beaucoup plus difficile que la configuration d’un système ISA, notamment parce que la documentation du dispositif MCA avait tendance à supposer que la configuration automatique fonctionnerait et ne fournissait donc pas les informations nécessaires pour la configurer manuellement, contrairement à la documentation des périphériques ISA qui, par nécessité, fournissait tous les détails (cependant, le fait d’avoir à retirer physiquement et à vérifier tous les réglages d’IRQ, puis à trouver et à régler la nouvelle IRQ pour un nouveau périphérique — si un IRQ approprié était disponible — pour ISA n’était pas du tout amusant, et dépassait de nombreux utilisateurs…. il est évident pourquoi la tentative a été faite de passer à une configuration arbitrée par logiciel, et pourquoi cela devait réussir plus tard sous la forme de PnP.)