Futurebus - Futurebus

Futurebus, или IEEE 896, это компьютерный автобус стандарт, призванный заменить все местный автобус подключения к компьютеру, в том числе ЦПУ, объем памяти, сменные карты и даже в некоторой степени LAN связи между машинами. Работа началась в 1979 году и не завершилась до 1987 года, а затем сразу же началась модернизация, которая длилась до 1994 года. К этому моменту реализация набора микросхем, основанного на стандарте, не была лидером отрасли. Он мало используется в реальном мире, хотя пользовательские реализации продолжают разрабатываться и использоваться во всей отрасли.

История

В конце 1970-х гг. VMEbus был быстрее, чем включенные в него детали. Было вполне разумно подключить ЦПУ и ОЗУ в VME на отдельные карты для сборки компа. Однако, поскольку скорость ЦП и ОЗУ быстро увеличивалась, VME быстро перегрузилась. Увеличить скорость VME было непросто, потому что все компоненты, подключенные к нему, также должны были поддерживать эти более высокие скорости.

Futurebus стремился решить эти проблемы и создать преемника таких систем, как VMEbus, с системой, которая могла бы расти в скорости, не затрагивая существующие устройства. Для этого основная технология Futurebus была построена с использованием асинхронный ссылки, позволяющие подключенным к нему устройствам разговаривать с любой скоростью, с которой они хотят. Другой проблемой, которую необходимо было решить, была возможность иметь несколько карт в системе в качестве «мастеров», что позволяло Futurebus создавать многопроцессорные машины. Это потребовало некоторой формы «распределенного арбитража», чтобы позволить различным картам получить доступ к шине в любой точке, в отличие от VME, которая помещает единственное мастер в слот 0 с полным контролем. Чтобы иметь явное преимущество в производительности, Futurebus был разработан так, чтобы обеспечить производительность, необходимую на десять лет вперед.

Типичный IEEE стандарты начинаются с того, что компания создает устройство, а затем отправляет его в IEEE для стандартизации. В случае с Futurebus все было наоборот, вся система разрабатывалась в процессе стандартизации. Это оказалось ее крахом. Поскольку компании стали рассматривать Futurebus как то Все они присоединились к системе. Вскоре на собраниях по стандартам присутствовали сотни людей, и все они требовали, чтобы были учтены их конкретные потребности и желания. По мере роста сложности процесс стандартизации замедлялся. В конце концов, потребовалось восемь долгих лет, прежде чем спецификация была окончательно согласована в 1987 году. Tektronix сделал несколько рабочих станций на базе Futurebus. Американские логические машины (ALM) продолжает создавать комплексные гибридные решения Futurebus, включая VME-to-Futurebus + и другие мостовые технологии Bus-to-Futurebus.

Это было как раз вовремя для ВМС США кто искал новую высокоскоростную систему для проекта Next Generation Computer Resources (NGCR) для прохождения сонар данные в их недавно разработанном Морской волкподводные лодки класса, и они сказали, что стандартизируют Futurebus, если только несколько будут внесены дополнительные изменения. Увидев потенциальную крупную государственную закупку, усилия по дополнению начались немедленно Futurebus +. Еще четыре года ушло на Futurebus + Стандарт, который должен быть выпущен к этому времени, стал лидером в отрасли по индивидуальному заказу Futurebus.

Все сторонники Futurebus + имели свое представление о том, каким должен быть Futurebus +. Это выродилось в «профили», различные версии Futurebus +, ориентированные на определенный рынок. Платы, совместимые с одним профилем Futurebus +, не гарантированно работали с платами, построенными для другого профиля. Политика разработки стандартов Futurebus + настолько усложнилась, что комитет IEEE 896 отделился от комитета по стандартам IEEE для микрокомпьютеров и сформировал комитет по стандартам архитектуры шины IEEE (BASC).

В конце концов, было предпринято очень мало попыток использовать Futurebus. Десятилетний разрыв в производительности, который они дали системе, испарился в течение десятилетнего процесса стандартизации, и традиционные системы локальной шины, такие как PCI были близки по производительности. Между тем, экосистема VME эволюционировала до такой степени, что продолжает использоваться сегодня, спустя еще десятилетие. Пользовательские реализации технологии Futurebus в настоящее время используются в качестве технологий объединительной платы для высокопроизводительных сетевых приложений, маршрутизаторов корпоративного класса, высокопроизводительных блейд-серверов и приложений с высоким спросом на контент, например видео по запросу.

Усилия Futurebus действительно послужили катализатором для более простых серийных технологий. Затем была организована группа для создания системы, нацеленной непосредственно на эту потребность, что в конечном итоге привело к Масштабируемый когерентный интерфейс (SCI). Между тем, другой участник решил просто воссоздать всю концепцию на гораздо более простой основе, что привело к QuickRing. Из-за простоты этих стандартов оба стандарта были завершены до Futurebus +. Futurebus + опередил свое время в 1980-х. VME и другие стандарты параллельной шины все еще пытаются адаптировать концепции, реализованные в Futurebus, особенно в высокопроизводительных приложениях.

Futurebus был источником некоторых оригинальных работ над согласованность кеша, Вставка плат в реальном времени и трапециевидные трансиверы. Трапецеидальные трансиверы имеют контролируемое время нарастания и значительно упрощают конструкцию объединительной платы и шины. Оригинальные трапециевидные трансиверы были произведены National Semiconductor. Новые трансиверы Futurebus +, соответствующие требованиям IEEE Стандарт логики приемопередатчика объединительной платы (BTL) 1194.1-1991 все еще производится Инструменты Техаса. Futurebus + использовался в качестве шины ввода-вывода в DEC 4000 AXP и ДЕКАБРЬ 10000 AXP системы. Futurebus + FDDI платы по-прежнему поддерживаются в OpenVMS Операционная система. Специализированные микросхемы Futurebus + поддерживают расширенные симметричные и асимметричные версии Unix-подобных операционных систем, поддерживаемые такими компаниями, как Американские логические машины.

Многие технические характеристики (асинхронная шина данных, распределенный арбитраж шины, большой размер платы) разделяются со стандартом IEEE. FASTBUS.FASTBUS использовался в качестве системы сбора данных во многих экспериментах по физике высоких энергий в 1980-х и 1990-х годах.

Описание

Futurebus описан всего в нескольких IEEE стандарты:

  • 896.1-1987 Спецификации стандартной объединительной шины IEEE для многопроцессорных архитектур: Futurebus
  • 1101-1987 Стандарт IEEE для спецификаций механического ядра для микрокомпьютеров, использующих разъемы IEC 603-2

Системы Futurebus были реализованы с механикой 9Ux280 Eurocard с использованием 96-контактного DIN Разъемы, в результате чего объединительная плата поддерживала ширину шины как 16, так и 32 бита.

Чтобы понять Futurebus +, вам нужно прочитать много IEEE стандарты:

  • 896.1-1991 Стандарт IEEE для Futurebus + - Спецификация логического протокола
  • 896.2-1991 Спецификация стандартной объединительной шины IEEE для многопроцессорных архитектур: Futurebus +
  • 896.3-1993 Рекомендуемая практика IEEE для Futurebus +
  • 896.4-1993 Стандарт IEEE для требований испытаний на соответствие для Futurebus +
  • 896.5-1993 Стандарт IEEE для Futurebus +, профиль M (военный)
  • 896.6 Futurebus + телекоммуникационные системы, профиль T (телекоммуникации)
  • 896.7 Соединение между системами Futurebus +
  • 896.8 Малый компьютерный модуль расширения для систем Futurebus +, профиль D (настольный)
  • 896.9-1994 Отказоустойчивые расширения архитектуры Futurebus +
  • 896.10-1997 Стандарт для космических систем Futurebus + - Профиль S
  • Стандарт 896.11 для соединений IEEE 1355 на соединительной плате Futurebus +
  • 896.12 Стандарт по классификации отказоустойчивости компьютерных систем
  • 1194.1-1991 Стандарт IEEE для электрических характеристик схем интерфейса логики приемопередатчика объединительной платы (BTL)
  • 1301 Стандарт метрического оборудования для микрокомпьютеров - Координационный документ
  • 1301.1-1991 Стандарт IEEE для метрического оборудования для микрокомпьютеров - конвекционное охлаждение с разъемами 2 мм
  • 1156.1 Стандартные характеристики микропроцессора для компьютерных модулей
  • EIA IS-64 (1991) 2-мм двухкомпонентные разъемы для использования с печатными платами и объединительными платами

896.2 содержит три профиля для целевых рынков: A для систем общего назначения, B для шины ввода-вывода и F для Futurebus + со всеми опциями, которые позволят ему работать быстро. Профиль A спонсировался VMEbus сообщество. Профиль B спонсировался Корпорация цифрового оборудования и реализовано в VAX и Альфа системы как шина ввода / вывода. Профиль F спонсировался Джоном Теусом, когда он работал в Tektronix и был предназначен для высокопроизводительных рабочих станций.

Futurebus + поддерживает ширину шины от 32 до 256 бит. Можно построить плату, которая поддерживает всю ширину шины и будет взаимодействовать с платами, поддерживающими только подмножество. Поддерживаются транзакции с разделенной шиной, поэтому медленный ответ на чтение или запись не приведет к перегрузке шины объединительной платы. Cache Coherence, реализованный с помощью MESI протоколы, был очень сложным, но значительно улучшил производительность. Futurebus + был одним из первых открытых стандартов, поддерживающих Live Insertion, который позволял заменять платы во время работы системы.

Платы Futurebus + имеют твердый метрический размер 12SUx12SU, определенный в стандартах IEEE 1301.

Одна из самых элегантных особенностей дизайна Futurebus - это механизм распределенного арбитража шины. См. Патент США № 5060139 для получения дополнительной информации. В конце концов его заменил центральный арбитр.

Смотрите также

внешние ссылки