VMEbus

VMEbus ( VERSAmodule Eurocard bus ^{[ 1 ]} bus) هو معيار ناقل الكمبيوتر الذي يعتمد فعليًا على أحجام Eurocard .

في عام 1979، أثناء تطوير معالج موتورولا 68000 ، قرر أحد مهندسي الشركة، جاك كيستر، إنشاء نظام ناقل بيانات موحد للأنظمة القائمة على معالج 68000. [2] وقد أمضى فريق موتورولا أيامًا في تبادل الأفكار لاختيار اسم VERSAbus. كانت بطاقات VERSAbus كبيرة الحجم، 370 × 230 ملم (14.5 × 9.25 بوصة ^{) ، وتستخدم} موصلات طرفية . [ 1 ] لم يعتمد هذا النظام سوى عدد قليل من ^{المنتجات ،} بما في ذلك وحدة التحكم في الأجهزة IBM System 9000 ^وأنظمة الروبوتات وأنظمة الرؤية الآلية Automatix .  

انضم جون بلاك لاحقًا إلى كيستر، حيث قام بتحسين المواصفات وابتكر مفهوم منتج VERSAmodule . صممت المهندسة الشابة جولي كيهي ، التي كانت تعمل لدى بلاك، أول بطاقة VERSAmodule، وهي وحدة محول VERSAbus، المستخدمة لتشغيل البطاقات الموجودة على ناقل VERSAbus الجديد. أضاف سفين راو وماكس لوسيل من موتورولا أوروبا مواصفات ميكانيكية للنظام، استنادًا إلى معيار Eurocard الذي كان آنذاك في مراحل متأخرة من عملية التقييس. عُرفت النتيجة في البداية باسم VERSAbus-E، ولكن أُعيد تسميتها لاحقًا إلى VMEbus ، اختصارًا لـ VERSAmodule Eurocard bus (على الرغم من أن البعض يشير إليها باسم Versa Module Europe أو Versa Module European ). ^{[ 1 ]}

في هذه المرحلة، وافقت عدة شركات أخرى مشاركة في منظومة معالجات 68000 على استخدام المعيار، بما في ذلك Signetics وPhilips وThomson وMostech. وسرعان ما تم اعتماده رسميًا من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) تحت اسم IEC 821 VMEbus، ومن قبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) ومعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) تحت اسم ANSI/IEEE 1014-1987.

وصف المعيار الأصلي ناقل بيانات بعرض يصل إلى 16 بت ، مصمم ليتناسب مع موصلات Eurocard DIN الحالية ، ويبلغ أقصى عرض نطاق نقل له 40 ميجابايت /ثانية. ^{[ 3 ]} ومع ذلك، أُجريت عدة تحديثات على النظام للسماح بعرض ناقل بيانات أوسع. يدعم VME64 الحالي عرض ناقل بيانات يصل إلى 64 بت في البطاقات بحجم 6U، و 32 بت في البطاقات بحجم 3U. كما أن مضاعفة عرض ناقل البيانات تُضاعف أيضًا أقصى عرض نطاق نقل لـ VME64 إلى 80 ميجابايت /ثانية. ^{[ 4 ]} أضافت معايير أخرى ذات صلة ميزة التبديل السريع ( التوصيل والتشغيل ) ومضاعفة عرض النطاق في VME64x ^{[ 5 ]} ، وبطاقات "IP" أصغر حجمًا تُوصل ببطاقة VMEbus واحدة، ومعايير ربط مختلفة لربط أنظمة VME معًا.

في أواخر التسعينيات، أثبتت البروتوكولات المتزامنة جدواها. عُرف مشروع البحث باسم VME320. ودعت منظمة معايير VITA إلى وضع معيار جديد للوحات الخلفية VME32/64 غير المعدلة. ^{[ 6 ]} وتم اعتماد بروتوكول 2eSST الجديد في معيار ANSI/VITA 1.5 عام 1999.

على مر السنين، أُضيفت العديد من الإضافات إلى واجهة VME، مما يوفر قنوات اتصال جانبية موازية لـ VME نفسها. ومن الأمثلة على ذلك وحدة IP، ووصلة RACEway، وSCSA، وشبكة Gigabit Ethernet على لوحات VME64x الخلفية، وPCI Express، وRapidIO، وStarFabric، وInfiniBand.

استُخدمت ناقلة VMEbus أيضًا لتطوير معايير وثيقة الصلة بها، مثل VXIbus و VPX . وكان لناقلة VMEbus تأثير قوي على العديد من ناقلات الحاسوب اللاحقة مثل STEbus .

من نواحٍ عديدة، يعتبر ناقل VME مكافئًا أو مشابهًا لدبابيس 68000 التي تمتد على اللوحة الخلفية .

مع ذلك، تتمثل إحدى السمات الرئيسية للمعالج 68000 في نموذج ذاكرة مسطح 32 بت ، خالٍ من تجزئة الذاكرة وغيرها من "الميزات السلبية". ونتيجة لذلك، فبينما يشبه VME إلى حد كبير المعالج 68000، إلا أن المعالج 68000 عام بما يكفي لجعل هذا الأمر غير إشكالي في معظم الحالات.

على غرار معالج 68000، يستخدم VME ناقلَي بيانات وعناوين منفصلين، كل منهما 32 بت. في الواقع، ناقل العناوين في معالج 68000 هو 24 بت، وناقل البيانات 16 بت (مع أنه 32/32 داخليًا)، لكن المصممين كانوا يتطلعون بالفعل إلى تطبيق كامل 32 بت.

لتمكين استخدام كلا عرضي ناقل البيانات، تستخدم VME موصلين مختلفين من نوع Eurocard، هما P1 وP2. يحتوي P1 على ثلاثة صفوف، كل صف منها يحتوي على 32 دبوسًا، تُستخدم لتنفيذ أول 24 بتًا من بتات العنوان، و16 بتًا من بتات البيانات، وجميع إشارات التحكم. أما P2 فيحتوي على صف إضافي، يشمل بتات العنوان الثمانية المتبقية و16 بتًا من بتات البيانات.

يسمح بروتوكول نقل البيانات الكتلي بإجراء عدة عمليات نقل بيانات على ناقل البيانات باستخدام دورة عنوان واحدة. في وضع نقل البيانات الكتلي، تتضمن عملية النقل الأولى دورة عنوان، بينما تتطلب عمليات النقل اللاحقة دورات بيانات فقط. ويتولى الجهاز التابع مسؤولية ضمان استخدام عناوين متتالية في عمليات النقل هذه.

يمكن لوحدات التحكم الرئيسية في ناقل البيانات تحرير الناقل بطريقتين. في حالة التحرير عند الانتهاء (RWD)، تُحرر الوحدة الناقل عند إتمام عملية نقل، ويجب عليها إعادة التفاوض على الناقل قبل كل عملية نقل لاحقة. أما في حالة التحرير عند الطلب (ROR)، فتحتفظ الوحدة بالناقل من خلال الاستمرار في تأكيد حالة BBSY* بين عمليات النقل. تسمح ROR للوحدة بالاحتفاظ بالتحكم في الناقل حتى يتم تأكيد حالة إفراغ الناقل (BCLR*) من قِبل وحدة تحكم رئيسية أخرى ترغب في التفاوض على الناقل. وبالتالي، يمكن للوحدة التي تُولّد دفعات من حركة البيانات تحسين أدائها من خلال التفاوض على الناقل في أول عملية نقل فقط من كل دفعة. ويأتي هذا الانخفاض في زمن استجابة النقل على حساب زيادة طفيفة في زمن استجابة النقل للوحدات الأخرى.

تُستخدم مُعدِّلات العناوين لتقسيم مساحة عناوين ناقل VME إلى عدة مساحات فرعية متميزة. مُعدِّل العنوان عبارة عن مجموعة من الإشارات بعرض 6 بتات على اللوحة الخلفية. تُحدد مُعدِّلات العناوين عدد بتات العنوان المهمة، ووضع الامتياز (لتمكين المعالجات من التمييز بين عمليات الوصول إلى الناقل بواسطة برامج على مستوى المستخدم أو على مستوى النظام)، وما إذا كان النقل نقلًا كتليًا أم لا. فيما يلي جدول غير مكتمل لمُعدِّلات العناوين:

في ناقل VME، تتم جميع عمليات النقل عبر الوصول المباشر للذاكرة (DMA) ، وتُعتبر كل بطاقة إما رئيسية أو تابعة. في معظم معايير النواقل، تُضاف درجة كبيرة من التعقيد لدعم أنواع النقل المختلفة واختيار الرئيسي/التابع. على سبيل المثال، في ناقل ISA ، كان لا بد من إضافة هاتين الميزتين إلى جانب نموذج "القنوات" الحالي، حيث كانت وحدة المعالجة المركزية المضيفة تتولى جميع الاتصالات . هذا يجعل VME أبسط بكثير على المستوى المفاهيمي، مع كونه أكثر قوة، على الرغم من أنه يتطلب وحدات تحكم أكثر تعقيدًا على كل بطاقة.

عند تطوير ناقل VME أو استكشاف أخطائه وإصلاحها، يُعد فحص إشارات الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية. تُعد أجهزة تحليل المنطق وأجهزة تحليل الناقل أدواتٍ لجمع الإشارات وتحليلها وفك تشفيرها وتخزينها، مما يتيح للمستخدمين عرض أشكال الموجات عالية السرعة وقتما يشاؤون.

تقدم VITA قسمًا شاملاً للأسئلة الشائعة للمساعدة في تصميم وتطوير الواجهة الأمامية لأنظمة VME.

تشمل أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم ناقل VME ما يلي:

• حاسوب HP 743/744 PA-RISC أحادي اللوحة ^{[ 11 ]}
• من Sun-2 إلى Sun-4
• محطات العمل الصناعية HP 9000
• أتاري TT030 وأتاري ميجا ست
• موتورولا MVME
• الرموز
• مجموعة الأبحاث والتحليلات العددية المتقدمة PACE.
• نظام النماذج الأولية السريعة ETAS ES1000
• العديد من أجهزة الكمبيوتر من نوع Data General AViiON التي تعتمد على معالج Motorola 88000
• أنظمة Silicon Graphics المبكرة القائمة على معالج MIPS، بما في ذلك أنظمة Professional IRIS وPersonal IRIS وPower Series و Onyx
• مايتي فريم من كونفرجنت تكنولوجيز

شوهد وهو ينظر إلى مقبس اللوحة الخلفية. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

P1

P2

يمكن استخدام الصفين a و c في P2 بواسطة ناقل ثانوي، على سبيل المثال STEbus .

• جمع البيانات
• VPX
• VXS
• حافلة المستقبل
• CompactPCI
• كاماك
• FPDP
• قائمة نطاقات تردد الأجهزة

• موقع VITA الإلكتروني
• الأسئلة الشائعة حول تقنية VMEbus
• الجيل القادم من VME
• مخطط توصيل ناقل VME والإشارات