PLCC パッケージの CHIPS P82C612
マイクロチャネル・アーキテクチャはエンジニア Chet Heath が設計しました。 開発されたマイクロチャネルカードの多くは、CHIPS P82C612 MCAインタフェースコントローラを使用し、MCAの実装が非常に簡単になりました。
概要 編集
Micro Channel は主に 32 ビット バスでしたが、IBM PS/2 など Intel ベース マシンでコネクタやロジックのコストを低減するために設計した 16 ビット モードもサポートしていました。
しかし、状況はそれほど単純ではなく、当初は 32 ビット版も 16 ビット版も、メモリ カード用のオプション コネクタが多数追加されていたため、バス接続メモリ用に物理的に互換性のないカードが大量に存在することになったのです。 やがて、メモリはCPUのローカルバスに移行し、この問題は解消された。 一方、マイクロチャネル社はグランドと電源のピンを追加し、干渉を最小限にするようにピンを配置したため、信号品質は大幅に改善された。 この延長は、ビデオカードからのアナログ出力に使用され、システムボードを通してシステム自身のモニター出力にルーティングされた。 この利点は、マイクロチャンネルのシステムボードに基本的なVGAやMCGAのグラフィックシステムを搭載し、より高度なグラフィック（XGAやその他のアクセラレータカード）を同じポートを共有することができることであった。 アドオン カードは、「レガシー」VGA モードから解放され、必要に応じてオンボード グラフィック システムを使用し、アップグレード可能なグラフィック用の単一システム ボード コネクタを使用できるようになりました。 BIOS や OS は ID を読み取り、既知のカードのリストと比較し、適合するように自動的にシステム設定を行うことができます。 このため、古いBIOSでは新しいカードを認識できず、起動時にエラーが発生するというブートエラーを引き起こしていた。 そのため、IBMは定期的にリファレンスディスク（CMOSセットアップユーティリティ）を更新してリリースする必要があった。 既知のIDのかなり完全なリストが利用可能です(外部リンクセクションを参照)。 これらのリファレンスディスクに付随して、セットアップによって読み込まれるADFファイルがあり、それによってカードのコンフィギュレーション情報が提供されました。 ADF は単純なテキストファイルで、カードのメモリアドレスと割り込みに関する情報を含んでいました。
MCA カードは同等の非 MCA カードに比べてほぼ倍の価格でしたが、マーケティングでは、どのユーザーでも簡単に PC にカードをアップグレードまたは追加でき、技術者による多額の費用を省けることを強調しました。 この重要な領域において、マイクロチャネルアーキテクチャーの最大の利点は、最大の欠点でもあり、その終焉の大きな理由の1つでもありました。 新しいカード（ビデオ、プリンタ、メモリ、ネットワーク、モデムなど）を追加する場合、ユーザーはMCAカードを接続し、カスタマイズしたフロッピーディスク（PCに付属）を挿入するだけで、新しいカードを元のハードウェアに自動的に組み込むことができたため、高価な訓練を受けた技術者が手動で必要な変更をすべて行う必要はありませんでした。 割り込みの選択やその他の変更は、PCがフロッピーディスクから古い設定を読み出し、ソフトウェアで必要な変更を行い、新しい設定をフロッピーディスクに書き込むことで自動的に行われた。 しかし、実際には、そのフロッピーディスクをそのPCに装着したままにしておかなければならない。 パソコンが数台しかないような小さな会社では、不便ではあったが、実用的であった。 しかし、数百台、数千台のPCを抱える大企業では、それぞれのPCにフロッピーディスクを常時装着することは、論理的に不可能であった。 しかし、数百台、数千台のPCを抱える大組織では、フロッピーディスクを恒久的に一致させることは不可能である。
データ通信編
マイクロチャネルの基本データレートは、ISAの8MHzから10MHzに引き上げられました。 クロックレートとしてはささやかな増加だが、バス幅が広くなり、バーストモード転送を利用する専用バスコントローラと相まって、実効的なスループットはISAの最大5倍となった。 また、高速転送のためにアドレスバスをデータ用に再利用し、バスの有効幅をさらに広げることができた。 10MHzでは32ビット幅で40MB/sのスループットを実現していたが、RS/6000の後期モデルではデータレートが20MHzになり、スループットも80MB/sに向上している。 Micro Channel バスの一部の高スループット機能は RS/6000 プラットフォームでのみ利用可能で、Intel プラットフォームで動作するカードでは当初サポートされていませんでした
バス マスタリングにより、各カードは別のカードと直接通信することができます。 これにより、CPU に依存しないパフォーマンスを得ることができました。 マルチマスター設計の潜在的な欠点は、複数のカードがバスマスターになろうとしたときに起こりうる衝突ですが、マイクロチャネルはこれらの状況を修正するための仲裁機能を含み、またマスターがバーストモードを使用することも可能でした。 マイクロチャネルのカードは、最大12ミリ秒の間、完全にコントロールすることができた。 これは、バス上の他の最大数のデバイスがテープや通信などのオーバーラン可能なデバイスからの受信データをバッファリングするのに十分な長さでした。 マイクロ チャネルのバス マスター対応デバイスは、他のシステムの介入なしに、システム CPU よりも高速で互いに (ピアツーピア) 直接会話するためにバスを使用することもできます。 理論的には、マイクロ チャネル アーキテクチャーのシステムは、メインフレームのように、インテリジェント マスターを追加するだけで拡張でき、中央のプロセッサーを定期的にアップグレードする必要はありません。 高度な割り込み処理とは、システム要求を処理するためにレベルセンシティブ割り込みを使用することです。 専用の割り込みラインではなく、複数のラインを共有することでより多くの割り込みが可能になり、ISA バス割り込みラインの競合問題に対処した。
マイクロチャネル・アーキテクチャではすべての割り込み要求信号が「パブリック」で、バス上の任意のカードが I/O デバイス割り込みの直接サービス用の I/O プロセッサとして機能することができた。 ISAでは、このような処理はすべてシステムのCPUだけに制限されていた。 同様に、バスマスターのリクエストとグラント信号は、バスに接続されたデバイスは、I/Oプロセッサの内部バッファリングを制御するためにレイテンシを監視できるように、公開されていました。 これらの機能は PCI では採用されず、すべての I/O サポートがシステム ボード プロセッサから一意に来ることを必要としました。
Micro Channel アーキテクチャの最後の主要な改善は POS (Programmable Option Select) で、これによりすべての設定がソフトウェアで実行されるようになりました。 この機能は今では当たり前のことですが、当時は ISA システムのセットアップは非常に面倒なものでした。 POSは、ファームウェアにデバイスIDを記載し、それをコンピュータのドライバが解釈するというシンプルなシステムであった。 (このようなソフトウェアで設定する方式を、現在ではプラグアンドプレイと呼んでいる）。この機能は、その期待に応えるものではありませんでした。 自動コンフィギュレーションがうまくいったときはいいのですが、うまくいかないことがよくあり、その結果、コンピュータが起動できなくなりました。手動で問題を解決するのはISAシステムのコンフィギュレーションよりもずっと難しいのですが、これは特にMCAデバイスのドキュメントが自動コンフィギュレーションがうまくいくと仮定する傾向にあり、手動でセットアップするのに必要な情報を提供しなかったためです。 しかし、物理的にIRQの設定をすべて削除して確認し、新しいデバイスのIRQを見つけて設定しなければならない（適切なIRQがあれば）ISAデバイスのドキュメントはまったく楽しくなく、多くのユーザーの手に負えませんでした。…なぜソフトウェアによるアービトレーションによる設定に移行しようとしたのか、そしてなぜそれが後に PnP という形で成功したのかは明らかです)
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