S-100 bus

Bus S-100 hoặc bus Altair, sau này được tiêu chuẩn hóa thành IEEE 696-1983 (không còn hoạt động-đã rút lại), là một bus máy tính thời kỳ đầu được thiết kế vào năm 1974 như một phần của Altair 8800. Bus  là bus mở rộng tiêu chuẩn công nghiệp đầu tiên cho ngành công nghiệp máy vi tính. Các máy tính , bao gồm các card bộ xử lý và thiết bị ngoại vi, đã được sản xuất bởi một số nhà sản xuất. Bus  đã tạo cơ sở cho các máy tính tự chế mà những người xây dựng chúng (ví dụ: Homebrew Computer Club) đã triển khai các trình điều khiển cho CP/M và MP/M. Những máy vi tính  này trải dài từ đồ chơi cho người đam mê đến trạm làm việc cho doanh nghiệp nhỏ và rất phổ biến trong các máy tính gia đình thời kỳ đầu cho đến khi có sự xuất hiện của IBM PC.

Kiến trúc
Bus  là một backplane thụ động gồm các đầu nối cạnh bảng mạch in 100 chân được nối dây song song. Các card mạch có kích thước  thực hiện các chức năng của CPU, bộ nhớ hoặc giao diện I/O được cắm vào các đầu nối này. Các định nghĩa tín hiệu bus bám sát các định nghĩa của hệ thống vi xử lý 8080, vì vi xử lý Intel 8080 là vi xử lý đầu tiên được lưu trữ trên bus . 100 đường của bus  có thể được nhóm thành bốn loại: 1) Nguồn điện, 2) Dữ liệu, 3) Địa chỉ, và 4) Xung nhịp và điều khiển.

Nguồn điện cung cấp trên bus là dòng điện một chiều (DC) +8 Volt và ±16 Volt chưa ổn áp, được thiết kế để được ổn định điện áp trên các card thành +5 V (được sử dụng bởi các IC TTL), -5 V và +12 V cho IC CPU Intel 8080, ±12 V cho các IC điều khiển đường dây RS-232, +12 V cho động cơ ổ đĩa. Việc ổn định điện áp trên bo mạch thường được thực hiện bởi các thiết bị thuộc dòng 78xx (ví dụ, thiết bị 7805 để tạo ra +5 volt). Các bộ ổn định tuyến tính này thường được gắn trên các tản nhiệt.

Bus dữ liệu 8 bit hai chiều của Intel 8080 được chia thành hai bus dữ liệu 8 bit đơn hướng. Bộ xử lý chỉ có thể sử dụng một trong hai bus này tại một thời điểm. Sol-20 đã sử dụng một biến thể chỉ có một bus 8 bit duy nhất và sử dụng các chân hiện không dùng đến làm điểm nối đất tín hiệu để giảm nhiễu điện tử. Hướng của bus, vào hoặc ra, được báo hiệu bằng chân DBIN vốn không được sử dụng. Điều này cũng trở nên phổ biến trong thị trường , khiến bus thứ hai trở nên thừa thãi. Sau đó, hai bus 8 bit này sẽ được kết hợp để hỗ trợ độ rộng dữ liệu 16 bit cho các bộ xử lý tiên tiến hơn, sử dụng hệ thống của Sol để báo hiệu hướng.

Bus địa chỉ rộng 16 bit trong lần triển khai ban đầu và sau đó được mở rộng lên 24 bit. Một tín hiệu điều khiển bus có thể đưa các đường này vào trạng thái ba trạng thái để cho phép truy cập bộ nhớ trực tiếp. Ví dụ, Cromemco Dazzler là một card  thời kỳ đầu đã truy xuất hình ảnh kỹ thuật số từ bộ nhớ bằng cách sử dụng truy cập bộ nhớ trực tiếp.

Các tín hiệu xung nhịp và điều khiển được sử dụng để quản lý lưu lượng trên bus. Ví dụ, đường DO Disable sẽ đưa các đường địa chỉ vào trạng thái ba trạng thái trong quá trình truy cập bộ nhớ trực tiếp. Các đường chưa được chỉ định của đặc tả bus ban đầu sau đó đã được chỉ định để hỗ trợ các bộ xử lý tiên tiến hơn. Ví dụ, bộ xử lý Zilog Z-80 có một đường ngắt không thể che chắn mà bộ xử lý Intel 8080 không có. Một đường chưa được chỉ định của bus  sau đó đã được chỉ định lại để hỗ trợ yêu cầu ngắt không thể che chắn.

Lịch sử
 Trong quá trình thiết kế Altair, phần cứng cần thiết để tạo ra một chiếc máy có thể sử dụng được đã không có sẵn kịp thời cho ngày ra mắt vào tháng 1 năm 1975. Nhà thiết kế, Ed Roberts, cũng gặp vấn đề với việc backplane chiếm quá nhiều diện tích. Để cố gắng tránh những vấn đề này, ông đã đặt các thành phần hiện có vào một chiếc vỏ với các "khe cắm" bổ sung, để các thành phần còn thiếu có thể được cắm vào sau đó khi chúng có sẵn. Backplane được chia thành bốn card riêng biệt, với CPU nằm trên card thứ năm. Sau đó, ông tìm kiếm một nguồn cung cấp đầu nối rẻ tiền và tình cờ tìm thấy một nguồn cung cấp đầu nối cạnh 100 chân dư thừa của quân đội. Bus 100 chân được tạo ra bởi một họa viên không rõ tên tại MITS, người đã chọn đầu nối từ một danh mục phụ tùng và gán tên tín hiệu một cách tùy ý cho các nhóm chân đầu nối.

Một ngành công nghiệp máy tính "tương thích" đang bùng nổ đã theo sau sự ra đời của Altair vào năm 1975. Hầu hết các máy này đều sử dụng cùng một sơ đồ bus như Altair, tạo ra một tiêu chuẩn công nghiệp mới. Các công ty này buộc phải gọi hệ thống này là "bus Altair", và muốn có một cái tên khác để tránh nhắc đến đối thủ cạnh tranh khi mô tả hệ thống của chính họ. Cái tên "", viết tắt của "Standard 100" (Tiêu chuẩn 100), được đặt ra bởi Harry Garland và Roger Melen, những người đồng sáng lập Cromemco. Trong một chuyến bay để tham dự hội nghị máy vi tính Atlantic City PC '76 vào tháng 8 năm 1976, họ đã ở cùng khoang với Bob Marsh và Lee Felsenstein của Processor Technology. Melen đã đi tới chỗ họ để thuyết phục họ chấp nhận cùng một cái tên. Ông đang cầm một cốc bia trên tay và khi máy bay bị xóc, Melen đã làm đổ một ít bia lên người Marsh. Marsh đã đồng ý sử dụng cái tên này, điều mà Melen

Tham khảo 

Bus máy tính
Tiêu chuẩn IEEE