Micro Systèmes n°103 décembre 1989
Micro Systèmes n°103 décembre 1989
  • Prix facial : 30 F

  • Parution : n°103 de décembre 1989

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 222

  • Taille du fichier PDF : 182 Mo

  • Dans ce numéro : la recherche française en informatique.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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FENETRE SUR Inventaire des bus Le S-100 a été le premier bus de micro-ordinateur utilisé sur les machines de différents constructeurs. On l'utilisait sur des systèmes comme ceux de CompuPro/Viasyn. Ce bus permettait aux utilisateurs d'ajouter à leurs systèmes des options d'entrées/sorties et des options mémoire, leur offrant un système d'arbitrage multimaître sophistiqué qui n'a jamais existé sur les bus d'ordinateurs personnels avant le MCA. D'une certaine façon, le S-100 était le précurseur aussi bien des bus de micro-ordinateurs industriels (Multibus I) que des bus d'ordinateurs personnels (Apple II). S-100 a d'abord été un bus 8 bits, puis a été étendu à 16 bits. Un groupe de travail de l'IEEE a résolu plusieurs problèmes mineurs de fiabilité et d'interopérabilité. Il en a résulté la norme IEEE 696. Respectant la tradition instaurée par le S-100, la plupart des normes de bus IEEE développées par la suite ont été dotées de numéros se terminant par 96 : Multibus I correspond à la norme IEEE 796, Futurebus correspond à la norme IEEE 896, le bus VME correspond à la norme IEEE 996, Multibus II correspond à la norme IEEE 1096 et NuBus correspond à IEEE 1196. La communauté S-100 est vivante, elle se porte bien et elle étudie le moyen d'élargir son bus à 32 bits. Comme beaucoup de bus, Multibus (que l'on appelle maintenant Multibus I) a d'abord été le produit d'une société, s'est ensuite ouvert et a été utilisé par d'autres constructeurs, et a fini par voler de ses propres ailes. Divers systèmes industriels et ordinateurs commerciaux ont été construits autour de Multibus, y compris les cartes Sun originales de Stanford et plus tard de Sun Microsystems. Bien que Multibus n'ait pas été créé à l'origine pour être indépendant du processeur (il a été développé par Intel), il a été conçu de façon suffisament générale pour que les concepteurs ne rencontrent pas de problème en créant autour de lui un grand nombre de systèmes Unix basés sur le processeur 68000 de Motorola. Comme le S-100, Multibus était à l'origine un bus 8 bits, étendu à 16 bits par les efforts conjoints des constructeurs et d'un comité de l'IEEE. Le marché Multibus et la communauté de ses utilisateurs apparaissent désormais comme un modèle à suivre. Bien que le bus Apple II ne soit pas un bus remarquable en lui-même, il a introduit deux fonctions importantes. 190 - MICRO-SYSTEMES D'abord, chaque carte avait une ROM à une adresse fixe par rapport à l'adresse de début de la carte, avec à la fois une routine d'entrée et une routine de sortie pour cette carte particulière. Ce système constituait un BIOS simple mais élégant, qui permettait des opérations d'E/S indépendantes du type de périphérique. La seconde innovation tenait simplement à la forme de la carte et à l'emplacement des connecteurs d'E/S. Plutôt que d'être plus ou moins carrée et de glisser le long de guides de carte latéraux, elle était rectangulaire et ses connexions d'E/S étaient placées sur le bord externe. Ce même principe de base a été utilisé plus tard sur le PC. Dans la chronologie des bus de micro-ordinateurs, il peut sembler étonnant de placer Futurebus à cet endroit. Cependant, Futurebus commença réellement en 1979, bien avant que l'IBM PC ne soit annoncé et avant le bus VME. Un groupe IEEE dédié à Futurebus fut créé dans l'idée de mettre sur pied un bus 32 bits, avant même que l'on en ait besoin. Le but était d'éviter les problèmes qui apparaissent quand il existe déjà une base installée conséquente, situation à laquelle furent confrontées les équipes de développement de S-100 et de Multibus I. Ces groupes durent produire un standard sans pour autant hypothéquer et rendre obsolescente la base installée. De son côté, le groupe d'études de Futurebus commença à travailler à partir de pratiquement rien, sans être astreint à respecter une quelconque compatibilité avec la base installée, et tira parti de l'expertise acquise dans le monde entier. Futurebus n'a pas encore été mis en oeuvre sur une machine commercialisée, bien qu'une très ancienne version de la spécification ait été utilisée à la base du bus d'une station de travail » jadis produite par Tektronix. De nombreux laboratoires de recherche du monde entier ont construit des prototypes des différentes versions de la spécification Futurebus. Le comité IEEE, qui a créé la norme Futurebus, développe à présent une norme appelée Futurebus +, qui a de plus en plus de partisans, et notamment parmi ceux qui ont développé le bus VME et Multibus II. Le principal avantage du bus PC tient au fait qu'il a été largement produit et vendu et a, de ce fait, donné naissance à un grand nombre de clones. Ses spécifications sont insuffisantes, il n'est pas très rapide et ses lignes d'interruptions sont inversées (c'est-à-dire qu'une demande d'inter- ruption est indiquée par une transition du bas vers le haut sur la ligne de demande d'interruptions, alors que c'est généralement le contraire qui a lieu). Mais le PC est suffisant pour les applications qu'il vise et il a remarquablement bien atteint un objectif considéré comme crucial pour un bus : être largement utilisé. IBM a amélioré son bus PC XT d'origine pour l'utiliser sur le PC AT. Le chemin de données a été élargi à 16 bits, des lignes d'adresse et d'interruptions ont été ajoutées. Le bus AT offre un mode multimaître assez grossier et peu utilisé, car lourd à réaliser et peu performant. Plusieurs sociétés, en dehors d'IBM, améliorent encore actuellement le bus AT pour en faire le bus EISA. Ce bus 32 bits supporte plusieurs maîtres et une configuration automatique du système. Ce n'est pas un bus totalement ouvert, car ceux qui veulent accéder à ses spécifications doivent signer un accord de confidentialité. On estime cependant à 200 le nombre de firmes ayant acheté les spécifications. Avec l'arrivée du nouveau chipset à quatre puces d'Intel, la guerre des bus devrait bientôt avoir lieu. Le bus VME a été annoncé en 1982 et a très vite remporté la victoire sur le marché des bus industriels. c'est surtout un bus pour super-micros, comme ceux de Sun Microsystems et MIPS Computer Systems. Le bus VME s'utilise dans les applications de contrôle et en tant que bus d'E/S dans les machines plus importantes, comme celles de Sequent Computer System. Maintenant que d'autres bus sont disponibles, il est peu probable que les machines de bureau standards de type PC soient jamais construites autour du bus VME. Le bus VME utilise un connecteur en deux parties et le format Eurocard. Il peut supporter 32 bits. Trois grosses sociétés (Motorola, Signetics et Mostek) l'ont simultanément avalisé. Eurocard est un terme qui correspond à une norme de mise en carte utilisée à l'origine en Europe. Le bus VME, Multibus II, Futurebus et la version industrielle de NuBus utilisent la technologie Eurocard. Si les créateurs du bus VME n'avaient pas un objectif aussi élevé que ceux de Futurebus, le bus VME a malgré tout comblé un vide. Il devenait de plus en plus évident que le format Eurocard etait supérieur au principe de la carte à bord standard, généralement utilisée aux Etats-Unis, et qu'un chemin de 32 bits serait bientôt nécessaire. En fait, le bus VME peut Décembre 1989
supporter à la fois les transferts 16 et 32 bits. Sur les premiers systèmes, les bus VME avaient uniquement l'option 16 bits. Les premiers Macintosh « fermés », 128 K, 512 K et Mac Plus, qui n'avaient pas de bus, ont démontré que les bus sont absolument nécessaires. Des tierces parties ont développé toutes sortes de produits additionnels, y compris des extensions mémoire, des coprocesseurs et des disques internes. Ils ont été installés sur les machines contre la volonté d'Apple et en violation des garanties. L'ingéniosité et la témérité qui ont été développées dans ce domaine illustrent assez l'importance des bus ouverts. Conçu à l'origine pour les stations de travail haut de gamme et les superminis, c'est dans le Mac II que NuBus s'est taillé le plus beau succès (il existe aussi une version modifiée de NuBus dans l'ordinateur NeXT). NuBus a été créé au MIT en 1978. Il était alors destiné à une station de travail reconfigurable haut de gamme. Plus tard, un groupe de Western Digital a transformé NuBus, l'amenant a son état actuel, excepté pour le format. Texas Instruments a ensuite acheté le projet et utilisé le bus dans sa machine Explorer Lisp. NuBus a également été utilisé dans l'ordinateur Lambda AI de la défunte Lisp Machine, Inc. Utilisé dans les ordinateurs Mac II et NeXT, NuBus se trouve à l'intersection des bus industriels et des bus pour ordinateurs de bureau. Dans les ordinateurs personnels, il a la même vitesse brute et les mêmes caractéristiques que Multibus II. Alors que les constructeurs de clones développent le bus EISA, IBM parie sur son architecture MCA dont on sait qu'elle est controversée. Les points forts et les points faibles de MCA se résument en un seul et unique argument : son incompatibilité vis-àvis du bus AT. Dans la plupart des technologies et des marchés, il faut à un moment donné rompre avec le passé pour réussir à améliorer les performances et les caractéristiques. Mais la donnée qui préside à ce processus est la suivante : il faut vraiment que l'ancien vous bloque totalement et que le nouveau constitue un bond en avant significatif. Pour ce qui concerne MCA, la question est toujours pendante. Les nouvelles caractéristiques de MCA sont en fait des fonctionnalités normalisées issues des bus industriels : arbitrage multimaître, transferts en rafale et interruptions intelligentes. MCA est aujourd'hui essen- Décembre 1989 tiellement utilisée sur les produits de la gamme PS/2 d'IBM. Bien qu'il manque au bus AT l'autoconfiguration et des capacités de haut niveau dans le domaine du multimaître, il est suffisant pour la plupart des applications de bureau. Un réel besoin s'est fait sentir pour une large bande entre l'unité centrale et la mémoire, mais des chemins CPU-mémoire appropriés, développés par IBM, sont venus à bout du problème. Quelques broches de puissance et de masse supplémentaires auraient été les bienvenues, de même que des signaux d'interruptions non inversés. Une spé cification de bus écrite serait également utile. Mais malgré ces limitations, les concepteurs de systèmes et de cartes ont produit une vaste gamme de produits répondant au concept d'interopérabilité et, qui plus est, fiables et satisfaisants pour ce qui est des performances. MCA offre certains avantages par rapport au bus AT. Il dispose de lignes d'interruptions convenables, qui ne sont pas inversées, il accepte plusieurs maîtres comme tout bus digne de ce nom et possède un nombre de signaux de masse acceptable. Si, par rapport au bus AT, MCA représente une avancée technique, il ne bénéficie cependant pas d'une situation aussi enviable vis-à-vis de l'ensemble des bus existants. L'autoconfiguration de MCA est possible à cause des registres de Sélection d'Option Programmable (POS), qui sont adressés en fonction du connecteur. Sur Futurebus, Multibus II et NuBus, l'équivalent de la POS est l'adressage géographique : une partie de l'espace d'adresses physique de la carte dépend du connecteur où la carte est physiquement installée. En option, le bus MCA peut avoir 32 bits. Mais les cartes sont généralement conçues pour être installées sur un connecteur 16 bits ou sur un connecteur 32 bits et comme la majorité des connecteurs MCA sont en 16 bits, la majorité des cartes d'extension MCA sont également en 16 bits. Le mode multimaître a des avantages réels si les cartes d'extension l'utilisent. Bien qu'il ne soit pas strictement nécessaire pour les cartes d'E/S intelligentes, il en existe beaucoup pour les bus AT, il rationnalise en quelque sorte l'intelligence d'E/S. Alors que NuBus est considéré aujourd'hui comme un bus pour machines de bureau, il a, à l'origine, été conçu pour répondre aux mêmes exigences et aux mêmes objectifs que Multibus II et le bus VME, ce qui lui donne une position unique par rapport aux autres bus. Il est en effet le seul qui soit conçu pour des systèmes haut de gamme et qui soit également utilisé sur un produit commercialisé en masse. Techniquement, c'est un bus 32 bits multimaître à connecteur DIN, normalisé IEEE/ANSI, avec autoconfiguration. Il lui manque un support intégré pour la cohérence de cache dans les systèmes multiprocesseurs à cache write-back. De tous les bus décrits cidessus, seul Futurebus possède ce support. Terminus Les ordinateurs personnels haut de gamme du futur auront deux besoins contradictoires : d'une part des performances et des fonctionnalités avancées pour supporter les processeurs multiples et de plus larges bandes d'E/S ; d'autre part l'existence d'une grande variété d'options d'entrées/sorties. On obtient un maximum d'options disponibles en conservant le statu quo, mais obtenir des performances et des fonctionnalités complémentaires implique un nouvel effort, avec le risque de créer des incompatibilités. MCA a choisi une voie pour s'attaquer à ce problème, EISA en a choisi une autre. Certains besoins futurs, comme le support d'un véritable fonctionnement multiprocesseur, pourront être satisfaits par des bus spécialisés « CPU vers CPU vers mémoire », indépendants du bus d'E/S. Une approche à deux bus peut présenter l'avantage d'avoir à la fois un bus d'E/S standard, mais qui n'est pas particulièrement rapide, et un chemin intra-CPU et CPUmémoire optimisé. NuBus est le seul exemple de bus utilisé sur une machine autre que celle sur laquelle il a été développé. A l'origine il était destiné aux super-micros ou stations de travail haut de gamme. Il est maintenant parfaitement à son aise sur le Macintosh et sur la machine NeXT. Si plusieurs concepts issus des bus industriels, comme l'autoconfiguration, le connecteur en deux parties et la cohérence de cache, feront certainement leur chemin jusqu'aux ordinateurs personnels, en revanche, le concept de généralisation, le format et les couts supplémentaires, inhérents à ce type de bus, les écarteront sans doute à jamais des micro-ordinateurs de bureau. George White Reproduit avec la permission de Byte, septembre 1989, une publication McGraw Hill Inc. MICRO-SYSTEMES - 191



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