\ $ 1.26 \: \ mu \ text {s} \ $ span>. Dies stimmte mit der damaligen Technologie überein, sodass Karten Adressen mithilfe von Mid-of-the-Road-Geräten (in Bezug auf Geschwindigkeit) und preisgünstigen Geräten dekodieren und zwischenspeichern konnten. IBM veröffentlichte schließlich eine ziemlich vollständige Dokumentation zu IBM PC, XT und PC / AT, die detaillierte Schaltpläne enthielt, die gut angelegt und verständlich waren, sowie eine vollständige Auflistung ihres BIOS-Quellcodes (in Assembly) / p>
Der PC und XT verwendeten einfach das Busdesign, das das Chipdesign von Intel widerspiegelte, ohne Erweiterungsfunktionen (die mir bekannt sind). Wenn Sie versuchen würden, die Taktrate der CPU zu erhöhen, würde dies die Taktrate des Busses tun auch erhöhen und dies Druck auf die Bretter ausüben. Aber ich erinnere mich nicht an viele, die versucht haben, dies zu tun, also war es kein Problem.
AT
Mit dem Aufkommen von PC / AT und 80286 wurde eine neue 16-Bit-E / A-Transaktion und eine 16-Bit-Speichertransaktion verfügbar. Intel stellte auch auf den neuen 82284 Clock Gen Chip und den 82288 Bus Control Chip um. Zusätzliche DMA-Kanäle und Interrupt-Signalleitungen wurden von IBM hinzugefügt, und es wurde eine Arbitrationstransaktion an hinzugefügt, damit Zusatzkarten die Plattform-CPU als Busbesitzer ersetzen können. (dazu später etwas mehr. )
Das neue Standardlimit für die CPU war jetzt \ $ 6 \: \ text {MHz} \ $ span>. Die Busrate wurde ebenfalls erhöht und neuere Boards mussten mithalten. IBM hat außerdem eine Reihe neuer Karten für das System eingeführt.
Der 80286 hatte vier weitere Adressleitungen (von 20 auf 24) und konnte nun in eine neue geschützte Betriebsart eintreten, um Zugriff auf diese neuen Leitungen zu erhalten. Intel war zwar in der Lage, den Übergang vom Real-Modus-Betrieb zum geschützten Modus mithilfe geeigneter Softwareanweisungen zuzulassen, sie wurden jedoch schnell auf den Markt gebracht und konnten die neue CPU mit der Möglichkeit, wieder in den Real-Modus zu wechseln, nicht erfolgreich einsetzen . Infolgedessen war der einzige Weg vom geschützten Modus zum realen Modus ein Zurücksetzen des Prozessors. IBM behandelte dieses Problem über die Tastaturschnittstelle und verwendete die Tastatur (und den Speicher im verwendeten Kalender-IC), um einen Hardware-Reset zu erzwingen, wenn Sie dazu aufgefordert wurden. Das BIOS unterstützte das Hin- und Herwechseln zwischen den Modi und konnte die Tatsache verbergen, dass die Tastatur die CPU jedes Mal zurücksetzen musste, wenn eine Anforderung gestellt wurde, um zum Betrieb im realen Modus zurückzukehren.
Breitere Busübertragungen auf dem PC / AT-Bus unterstützen jetzt auch schnellere Buszyklusraten. Ein "Byte-Swapper" wurde verwendet, um Bytes niedriger und hoher Ordnung auf dem Bus zu portieren. und die neue Auffrischungszykluslogik verwendete diskrete Schaltungen.
Der Ansturm auf mehr CPU-Geschwindigkeit
Die Leute stellten schnell fest, dass sie die Taktrate ihres teuren IBM PC / AT durch einfaches Ersetzen auf etwa \ $ 8 \: \ text {MHz} \ $ span> erhöhen konnten der Uhrenkristall. Ich tat dies und stellte fest, dass ich das System und die Boards, die ich verwendet hatte, erfolgreich auf \ $ 8.5 \: \ text {MHz} \ $ span> schieben konnte, bevor die Dinge anfingen, zweifelhaft zu werden . (Ich konnte auf meinem System keinen konsistenten \ $ 9 \: \ text {MHz} \ $ span> erreichen, also habe ich mich bei \ $ 8 \: \ text {MHz} \ $ span> und dort belassen.)
Die zum Entwerfen eines Motherboards erforderlichen Fähigkeiten (und Werkzeuge) waren zu diesem Zeitpunkt relativ gering. Fast jeder konnte preiswerte Teile finden und ein anständiges Layout erstellen, das bei diesen Frequenzen gut funktioniert. Und viele "Mom and Pop" -Mutterboard-Hersteller begannen bald, die Szene zu betreten. (Der Preis von IBM war für die meisten Menschen sehr hoch.)
Vielleicht war der erste wirklich erfolgreiche PC-Ersatz (der die IBM-Hardware mit 99% Kompatibilität emulieren kann) das 286i-Produkt von Kaypro. Zuvor gab es normalerweise zu viele "Probleme", um die Produkte für den Geschäftsmarkt ausreichend akzeptabel zu machen (obwohl Hobbyisten oft in Ordnung waren). Kaypros Einstieg war etwa 2.000 US-Dollar billiger als der von IBM, sodass er sehr schnell eingeführt wurde. P. >
Als immer mehr Wettbewerber die Kompatibilitätsprobleme lösten und zu konkurrieren begannen, begann Intel auch mit der Einführung schnellerer 80286-CPUs. Board-Hersteller würden diese neueren CPUs einbauen, schnellere Logik-Chips einbauen, damit der Bus schneller laufen könnte, und wir begannen, \ $ 8 \: \ text {MHz} \ $ span> zu sehen. \ $ 10 \: \ text {MHz} \ $ span> und sogar \ $ 12 \: \ text {MHz} \ $ Angebote. Dies übte jedoch fast sofort Druck auf die Zusatzkarten aus. Ältere Karten konnten einfach nicht verwendet werden und neuere waren zu selten, und die Verbraucher standen vor dem Kauf eines schnelleren Systems, das die Anzahl der Zusatzkarten, die sie kaufen und erfolgreich verwenden konnten, erheblich reduzierte.
Während einige Unternehmen versuchten, die Add-On-Kartenbusrate mit diskreten Chips von der internen Intel-Busrate zu isolieren (mit einigem Erfolg), die schiere Anzahl der Motherboard-Hersteller "Mom and Pop" und die Notwendigkeit, die Uhr zu trennen Die Rate der CPU aus der Zykluszeit des Busses öffnete einem neuen Unternehmen, Chips and Technology (auch bekannt als C&T), die Tür, um einen ASIC zu produzieren, der diese Aufgabe erledigt. Sehr schnell danach kamen neue Motherboards auf den Markt, so dass die ISA-Bus-Zykluszeit (relativ) unabhängig von der Intel-CPU-Taktrate gehalten werden konnte. Da Intel in der Zwischenzeit die maximale CPU-Frequenz weiter erhöhte, war dies ein Glücksfall für die vielen Wettbewerber, die nicht über die interne Leistung oder Finanzierung für die Entwicklung von ASICs verfügten, diese aber sicherlich in neuen Produkten verwenden konnten.
Infolgedessen begannen die "Frequenzkriege" ernsthaft und es verging kaum ein Monat, in dem es keine neuen Motherboard-Angebote mit steigenden CPU-Taktraten gab. Die Entkopplung der CPU-Frequenz von der Busfrequenz war auch für C&T ein großer Gewinn, der sich dabei recht gut geschlagen hat.
Nur als Hinweis, ich glaube, der entkoppelte ISA-Bus arbeitet asynchron zur Plattform-CPU mit einer Ausnahme : der RESET-Leitung zur Plattform-CPU.
E / A und Speicher und DMA
Die E / A- und Speicherbustransaktionen sind unterschiedlich, aber in den meisten Punkten ziemlich ähnlich. Es ist nur so, dass verschiedene Boards antworten würden. Die ursprüngliche 8-Bit-E / A-Transaktion war beispielsweise 6 Buszyklen lang. Beim PC / AT, einem neueren, breiteren Bus, war jedoch eine 3-Takt-E / A enthalten.
Es war die Aufgabe jeder Add-On-Karte, die Adresse und die zugehörigen Signale, an denen sie interessiert waren, zu speichern und zu decodieren (IOR oder IOW, zum Beispiel für Karten, die auf E / A-Buszyklen reagieren). Sie hatten dann eine bestimmte Anzahl der Uhren, die auf eine Standardtransaktion antworten sollen. Eine E / A-Karte könnte jedoch IOCHRDY aktivieren, wenn zusätzliche Buszyklen zum Abschluss ihrer Transaktion erforderlich sind.
Mit dem Aufkommen von 8-Bit- und 16-Bit-Transaktionen mit dem PC / AT-ISA-Bus traten einige Probleme auf. Beispielsweise könnte ein 16-Bit-E / A-Slave-Add-On den Busmaster (der möglicherweise die Plattform-CPU ist oder nicht) nicht zwingen, einen 16-Bit-Zugriff auszuführen, wenn der Eigentümer nur 8-Bit wünscht. In ähnlicher Weise kann ein Busbesitzer, der einen 16-Bit-Zugriff beabsichtigt, kein 8-Bit-Slave-Add-On anordnen, um einen 16-Bit-Zugriff durchzuführen. Daher werden zusätzliche Signalleitungen hinzugefügt, um diese Umstände zu unterstützen.
Die DMA-Zugriffszyklen unterschieden sich in diesem Sinne geringfügig von den beiden anderen: DMA verwendete die gleichzeitige Aktivierung von E / A- und Speicherbefehlssignalleitungen, um zu ermöglichen, dass Daten während desselben Zyklus auf den Bus gestellt und von diesem abgerufen werden. Hier ist beispielsweise die auf dem Bus platzierte Adresse für den Speicher und NICHT für die E / A-Karte (die sie nicht verwenden sollte). (Der AEN wird aktiviert, um der E / A-Karte anzuzeigen, dass die Adresse nicht verwendet werden soll.)
Add-On-Karten, die auf E / A-Adressen reagieren, wurden an eindeutigen Stellen festgelegt, um Konflikte zu vermeiden. IBM hat diesbezüglich Anleitungen für wichtige Karten (Videoanzeige, serielle Schnittstelle, parallele Schnittstelle, Interrupt-Controller usw.) bereitgestellt. Viele Hersteller von Zusatzplatinen bieten jedoch auch Mittel zum Anpassen der E / A-Adresse an, wenn Sie zwei verwenden oder mehr ihrer Boards würden sie gut zusammenarbeiten. Im Allgemeinen funktionierte das System ziemlich gut und es gab nur wenige Probleme. (Die meisten Probleme betrafen den Grafikspeicher, der für verschiedene Arten von Display-Controller-Karten erforderlich ist.)
Schiedsverfahren
Technisch gesehen gibt es tatsächlich IS einen Arbitrierungszyklus.Es ist einfach nicht das, worüber Sie fragen.Stattdessen kann ein anderer Busmaster (vermutlich auf einer Zusatzkarte) den Besitz des Busses als Master beanspruchen.Dieser Zyklus sieht tatsächlich wie ein DMA-Übertragungszyklus aus und es ist der DMA-Controller, der zuerst reagiert.Der potenzielle Busmaster hat dann eine feste Zeit, um MASTER geltend zu machen und das Eigentum zu erlangen.Der DMA-Controller gibt dann seine eigenen Adress-, Befehls- und Datensignale aus.(Ich habe mit einem Team an einer MIPS R2000-Zusatzkarte für den IBM PC / AT gearbeitet, circa 1986.)