Микропроцессоры в модулях

Создатели системы КАМАК в конце 60х г. г. сами начали применять только что появившиеся интегральные микросхемы, однако у них не хватило смелости предположить, что в 1972 г. в электронике начнется революция-появится микропроцессор.

Неудобства магистрали КАМАК заставили электронщиков искать решения, позволяющие эффективно использовать качественно новую ИС.

Введение

микропроцессора в модули превращало их в микрокомпьютеры, а крейты-в многопроцессорные системы, которые нуждаются в емкой памяти с большим количеством адресов. 16 адресов в модуле КАМАК оказались совершенно недостаточными, поэтому ведущие электронные фирмы Motorola и Intel к середине 70х г. г. создали модульные системы 3го поколения: Versabus и Multibus, магистрали которых содержали 16, а затем и 20 адресных линий, что обеспечивало емкость системы около 1млн. адресов.

Потребовались и новые функции в логическом протоколе. Некоторые из процессорных модулей выполняли самые важные задачи в системе, а другие включались в работу реже, поэтому пришлось устанавливать приоритеты модулей на право занятия магистрали, а также разрешать конфликтные ситуации, когда 2 или больше модулей одновременно пытаются занять магистраль.

Для этого потребовались дополнительные линии. Чтобы ограничить общее количество линий, стали использовать одни и те же линии для передачи как адресов, так и данных: сначала передавали адрес (несколько битов которого являются адресом модуля), а затем линии переключали на регистр данных. Эти новшества заложили основы магистрально-модульных многопроцессорных информационно-измерительно-управляющих систем-МММИИУС.

Что было дальше.

Для завоевания мирового рынка Motorola быстро перевела свою систему на европейские конструктивы, назвав ее Versabus Module EuropeBus, сокращенно VME, а Intel в европейских же конструктивах выпустил новую систему Multibus-2, использовав новшества, реализованные в системе Fastbus, созданной ядерными электронщиками США к 1982 г. Во всех трех системах слова адреса и данных увеличены до 32х разрядов, что обеспечило емкость общей памяти системы в 4 млрд. адресов.

VME первой вышла на международный рынок, а более совершенная система Multibus-2 опоздала и не получила должного распространения, хотя эту аппаратуру начали выпускать более 100 фирм. Аппаратуру VME и ее улучшенные модификации выпускают более 300 фирм в разных странах, несмотря на архаичность базовой структуры системы. В России собирают модули VME, но на иностранных комплектующих и в небольших объемах.

В ПЭВМ также есть магистраль, обслуживающая процессор, платы памяти и устройства ввода-вывода информации. В компьютере PS/2 фирмы IBM к магистрали «Microchannel» могут быть присоединены до восьми 16-разрядных процессорных модулей или до четырех 32-разрядных модулей. Архитектура «Microchanne» специализирована на структуру микропроцессоров Intel.

В стандарте Fastbus была определена локальная информационная сеть произвольной конфигурации, работающая в логическом протоколе, впервые едином для модулей, крейтов и сети. Скорость передачи информации через магистраль доведена до рекордного на те времена значения 80 Мбайт/сек., для этого длительность фронтов импульсов пришлось уменьшить до 10нс — в 10 раз короче, чем в системе КАМАК.

Развитие МАГИСТРАЛЬНО-модульных систем завершает разработка с громким названием Futurebus («магистраль будущего»)по стандарту США 1991 г. В этой системе сделано одно принципиальное добавление, учитывающее особенность многопроцессорных компьютеров. В таких системах каждый микропроцессор имеет в своем распоряжении вспомогательную кэш-память. Во время выполнения параллельных программ у одного из процессоров появляется промежуточный результат, необходимый другим процессорам для дальнейшей работы. Этот результат нужно быстро передать в кэш-памяти нуждающихся процессоров. Процедура таких передач как раз и предусмотрена в стандарте Futurebus.