Q-Bus - Q-Bus

Q-Bus
Q-Bus
Criado por Digital Equipment Corporation
Largura em bits Dados de 8 ou 16 bits, endereço de 16 bits estendido para 22 bits
No. de dispositivos 127 em teoria, ~ 20 na prática
Estilo Paralelo

O barramento Q , também conhecido como barramento LSI-11 , é uma das várias tecnologias de barramento usadas com sistemas de computador PDP e MicroVAX fabricados anteriormente pela Digital Equipment Corporation de Maynard , Massachusetts .

O Q-bus é uma versão menos cara do Unibus que usa multiplexação para que os sinais de endereço e dados compartilhem os mesmos fios. Isso permite uma implementação fisicamente menor e menos dispendiosa da mesma funcionalidade.

Com o tempo, a faixa de endereços físicos do Q-bus foi expandida de 16 para 18 e depois para 22 bits. Modos de transferência de bloco também foram adicionados ao Q-bus.

Principais características do Q-bus

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Placas e slots LSI-11/23 Q-Bus
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Gabinete DEC BA213; 12 slots Q-Bus-22

Como o Unibus antes dele, o Q-bus usa:

E / S mapeada por memória significa que os ciclos de dados entre quaisquer dois dispositivos, seja CPU, memória ou dispositivos de E / S, usam os mesmos protocolos. No Unibus, uma variedade de endereços físicos são dedicados para dispositivos de E / S. O Q-bus simplifica esse projeto, fornecendo um sinal específico (originalmente chamado de BBS7 , Bus Bank Select 7, mas posteriormente generalizado para ser chamado de BBSIO , Bus Bank Select I / O ) que seleciona a faixa de endereços usados ​​pelos dispositivos de E / S.

O endereçamento de byte significa que o endereço físico passado no Unibus é interpretado como o endereço de uma quantidade de dados do tamanho de um byte. Como o barramento realmente contém um caminho de dados com dois bytes de largura, o bit de endereço [0] está sujeito a uma interpretação especial e os dados no barramento devem viajar nas faixas de bytes corretas .

Uma relação mestre-escravo estrita significa que, a qualquer momento, apenas um dispositivo pode ser o mestre do Q-bus. Este dispositivo mestre pode iniciar transações de dados que podem então ser respondidas por no máximo um dispositivo escravo selecionado . (Isso não teve efeito sobre se um determinado ciclo de barramento está lendo ou gravando dados; o mestre de barramento pode comandar qualquer tipo de transação.) No final do ciclo de barramento, um protocolo de arbitragem de barramento seleciona o próximo dispositivo para dominar o ônibus.

A sinalização assíncrona significa que o barramento não tem tempo de ciclo fixo; a duração de qualquer ciclo de transferência de dados particular no barramento é determinada unicamente pelos dispositivos mestre e escravo que participam do ciclo de dados atual. Esses dispositivos usam sinais de handshake para controlar o tempo do ciclo de dados. A lógica de tempo limite dentro do dispositivo mestre limita o comprimento máximo permitido de qualquer ciclo de barramento.

Dependendo de sua geração, o Q-bus contém 16, 18 ou 22 linhas BDAL ( Bus Data / Address Line ). As linhas 16, 18 ou 22 BDAL são usadas para a parte do endereço físico de cada ciclo de barramento. Oito ou 16 linhas DBAL são então reutilizadas para a (s) porção (ões) de dados de cada ciclo de barramento. As gerações mais recentes do barramento permitem a transferência em modo de bloco, onde um único endereço de barramento pode ser seguido por mais de um ciclo de dados (com as transferências ocorrendo em endereços de barramento consecutivos). Como a parte do endereço de cada ciclo de barramento não pode transferir dados, o uso do modo de bloco significa menos ciclos de endereço e mais tempo para ciclos de dados, permitindo maior largura de banda de transferência de dados de barramento .

O domínio do barramento é concedido com base na proximidade topológica de uma placa de E / S ao arbitrador do barramento (na frente lógica do barramento); cartões mais próximos têm prioridade sobre outros cartões.

As interrupções podem ser entregues ao Interrupt Fielding Processor em qualquer um dos quatro níveis de prioridade de interrupção . Dentro de um determinado nível, os cartões mais próximos do IFP (na frente do ônibus) têm prioridade sobre os cartões mais atrás no ônibus. As interrupções são vetorizadas : um cartão que solicita uma interrupção tem seu vetor de interrupção lido pelo IFP. Desta forma, as interrupções de todas as placas de E / S no sistema podem ser distinguidas sem ambigüidade.

Minimização lógica

Assim como no Unibus, a sinalização foi cuidadosamente otimizada para que a quantidade mínima de lógica seja necessária em todo o sistema de barramento. A sinalização assíncrona é usada, mas o desvio de endereços e dados é de responsabilidade do barramento mestre atual, minimizando a complexidade dos dispositivos escravos do barramento. A responsabilidade por ciclos de barramento com falha de temporização também é colocada nos dispositivos mestres. Da mesma forma, as complexidades de lidar com transações de interrupção estão concentradas em um único Processador de Interrupção de Campo (o computador PDP-11 ou VAX-11) no sistema.

Compatibilidade

O design do Q-bus estava intimamente relacionado ao design do Unibus, tanto em espírito quanto na implementação detalhada. Adaptadores estavam disponíveis na Digital e de terceiros que permitem que dispositivos Q-bus sejam conectados a computadores baseados em Unibus e vice-versa. Vários dispositivos de E / S estavam disponíveis em versões Unibus ou Q-bus; alguns desses dispositivos têm pequenas diferenças, enquanto muitos outros eram essencialmente idênticos.

Clones soviéticos

Em sistemas soviéticos (ver CPU da série 1801 ), a arquitetura Q-Bus é chamada de МПИ ( Магистральный Параллельный Интерфейс , ou interface de barramento paralelo). Sua principal diferença é que ele suporta até quatro processadores no mesmo barramento. Caso contrário, é completamente binário e eletricamente compatível com o Q-Bus padrão, exceto para o layout físico dos conectores.

Tipos de Ciclo

O Q-Bus suporta 6 tipos básicos de transação 

DATI Data in - master read - note no DATIB (not required)
DATO Data out - master write
DATOB Data out (byte)
DATIO Data in/out
DATIOB Data in/out (byte)
IAK Interrupt Acknowledge

Interfaces

Uma ampla variedade de placas de interface está disponível para o Q-Bus.

links externos

Referências