أنبوب (بي بي سي ميكرو)
في نظام BBC Microcomputer ، الأنبوب هو واجهة التوسعة والهندسة المعمارية التي تسمح لـ BBC Micro بالتواصل مع معالج ثانٍ أو معالج مساعد .
في ظل بنية الأنبوب، يقوم المعالج المساعد بتشغيل برنامج التطبيق للمستخدم، بينما يوفر الميكرو (الذي يعمل كمضيف ) جميع وظائف الإدخال/الإخراج ، مثل عرض الشاشة ولوحة المفاتيح وإدارة أجهزة التخزين. يمكن توصيل وحدة المعالج المساعد بأي جهاز BBC Micro مزود بواجهة قرص (تحتوي ذاكرة القراءة فقط الخاصة به على برنامج المضيف الضروري) واستخدامها على الفور.
تطبيق
موصل "أنبوب" IDC ذو الأربعين سنًا هو اتصال ثانوي بسيط بالناقل الرئيسي للمعالج المضيف، مع 8 خطوط بيانات و7 خطوط عناوين ومدخل مقاطعة. يتم تنفيذ بروتوكولات الأنبوب بواسطة الأجهزة الموجودة في الجهاز المرفق.
داخل وحدة المعالج المساعد، توجد شريحة خاصة ( Tube ULA ، تم تصنيعها في البداية بواسطة Ferranti ) تتفاعل وتعزل منطقيًا ناقلي المضيف والمعالج المساعد . يسمح هذا لـ Tube بالعمل مع بنية ناقل مختلفة تمامًا في وحدة المعالج المساعد. المكونات النشطة الأخرى المطلوبة هي المعالج الدقيق وبعض ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة ROM صغيرة تحتوي على كود عميل خاص بالمعالج ومنطق لاصق مثل فك تشفير العنوان ومصدر طاقة .
يتواصل المعالجان من خلال أربعة أزواج من مخازن FIFO في Tube ULA. كل من مدخلات/مخرجات وحدة التحكم ورسائل الخطأ ونقل البيانات ومكالمات النظام لها زوج خاص بها من المخازن، واحد لكل اتجاه. تتراوح سعة قائمة الانتظار بين 1 و24 بايت، اعتمادًا على وظيفة المخزن المؤقت المخصصة. يحتوي كل مخزن مؤقت على سجل تحكم وسجل حالة لمراقبة حالته وتكوين رفع المقاطعات .
تم تحديد بروتوكول استخدام هذه المخازن المؤقتة بدقة من قبل شركة Acorn Computers [1] ويمثل الاتصال بين العمليات عن طريق تمرير الرسائل . معظم التفاعلات غير متزامنة ولكن عمليات نقل الكتل السريعة متزامنة وتتكون من قيام المضيف بتشغيل حلقة جلب وتخزين بسيطة بشكل أعمى، والتي تحدد معدل النقل. تتم مزامنة المعالج المساعد عن طريق تمرير بايت وهمي ثم تنظيمه بواسطة إشارة المخزن المؤقت ذات الصلة.
تسمح الطبيعة العامة لموصل الأنبوب من حيث المبدأ باستخدامه لأي نوع من الأجهزة الطرفية عالية السرعة، على الرغم من أن Acorn تستخدمه فقط لمعالجات الأنبوب المساعدة. توفر مجموعة BBC Micro/Master خمسة خطوط عناوين لنطاق العناوين &60–&7F، لكن بروتوكول Tube يستخدم أقل 3 بتات. يتم توصيل هذه الخطوط الثلاثة فقط بمقابس الأنبوب الداخلية، كما هو الحال في BBC Master أو وحدة المعالج الثانية العالمية.
التطبيقات
تم تطوير العديد من المعالجات المساعدة للأنبوب. وكان المعالج الثاني 6502 الأكثر شيوعًا ، والذي يتميز بمعالج MOS Technology 6502 ، والذي سمح لبرامج BBC Micro غير المعدلة بالعمل بشكل أسرع وبمزيد من الذاكرة، طالما أنها تستخدم واجهة برمجة التطبيقات لجميع عمليات الإدخال/الإخراج. [1] [2] يتميز المعالج الثاني Z80 بمعالج Zilog Z80 الذي يعمل بنظام CP/M ، ويتميز المعالج الثاني 32016 بمعالج National Semiconductor 32016 الذي يعمل بنظام Panos .
تشكل هذه المعالجات المساعدة الأساس لسلسلة أجهزة كمبيوتر Acorn Business ، حيث يتم إعادة تعبئة الأجهزة المتطورة في عبوات BBC Micros مع معالج مساعد متصل عبر الأنبوب. تدعم سلسلة Master اتصالين عبر الأنبوب، مما يسمح بتركيب معالج مساعد داخل العلبة وآخر متصل خارجيًا، ولكن لا يمكن استخدام سوى معالج واحد في أي جلسة تشغيل. يمكن تركيب معالج داخلي 6502، أو نظام قائم على Intel 80186 للتوافق مع نظام التشغيل DOS (على الرغم من أن هذا محدود في الممارسة العملية). [3]
كما تم استخدام الأنبوب أثناء التطوير الأولي لمعالج ARM . وتم تطوير لوحة تقييم تستخدم BBC Micro مرة أخرى كنظام مضيف لعمليات الإدخال والإخراج.
قبل شحن إضافات Tube، كانت شركة Acorn قد حذرت بشدة مبرمجي BBC Micro من الوصول المباشر إلى ذاكرة النظام والأجهزة، مفضلة استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات الرسمية. [4] وكان هذا لضمان إمكانية نقل التطبيقات بسلاسة إلى معالج Tube 6502 المساعد، نظرًا لأن الوصول المباشر من هناك مستحيل. عندما يستدعي برنامج إحدى نقاط دخول MOS ، يقوم برنامج فرعي بديل في ذاكرة القراءة فقط للمعالج المساعد بتمرير رسالة مقابلة إلى المضيف الذي ينفذ العملية ويعيد النتيجة. وبهذه الطريقة يمكن تشغيل التطبيق بشكل متطابق على المضيف أو المعالج المساعد. تستخدم نماذج وحدة المعالجة المركزية الأخرى واجهة برمجة تطبيقات مخصصة، وهي عادةً ترجمة متعامدة لواجهة برمجة التطبيقات 6502 إلى تنسيق أصلي.
مراجع
- ^ ab Acorn Application Note 004, "Tube Application Note"
- ^ على الرغم من أن السبب الذي يُذكر كثيرًا لتشغيل البرامج بشكل أسرع على المعالج الثاني هو أنه يمكنه تفريغ مهام الإدخال/الإخراج مثل عمليات حساب رسم الرسومات إلى المعالج المضيف، فإن الاعتبار الأكثر أهمية هو سرعة الساعة: يقتصر المعالج المضيف على 2 ميجا هرتز للسماح بالوقت اللازم لتحديث VDU للوصول إلى ذاكرة الوصول العشوائي، بينما يمكن للمعالج المساعد العمل بسرعة 3 ميجا هرتز، مع تحديث DRAM أبسط بكثير يوقفه عند 68 كيلو هرتز. 6502 دليل خدمة المعالج الثاني (PDF) . Acorn Computers. مايو 1984. ص 7، 19 . تم الاسترجاع في 11 يونيو 2023 - عبر Chris's Acorns.
- ^ دليل مرجعي متقدم لسلسلة BBC Master Series . واتفورد إلكترونيكس. 1988.
- ^ كول، جون (1982) [1982]. ألين، ديفيد (محرر). دليل مستخدم الحواسيب الصغيرة لهيئة الإذاعة البريطانية (ملف مضغوط RTF) . لندن: هيئة الإذاعة البريطانية. ص 443، 450، 473. رقم ISBN 0-563-16558-8تم الاسترجاع بتاريخ 25 يناير 2010 .
