스테버스
STEbus
STEbus(IEEE-1000[1] 버스라고도 함)는 8개의 데이터 회선과 20개의 주소 회선을 가진 비독점 프로세서에 의존하지 않는 컴퓨터 버스입니다.이것은 유비쿼터스 IBM PC가 시장을 장악하기 전인 1980년대 후반과 1990년대 초반에 산업용 제어 시스템에 인기가 있었습니다.STE는 STandard Eurocard의 [2]약자입니다.
비록 원래의 시장에서는 더 이상 경쟁력이 없지만, 이것은 '자택 양조' 컴퓨터 시스템을 만들고 싶어하는 취미 애호가들에게 유효한 선택이다.Z80 및 CMOS 65C02는 사용할 수 있는 프로세서입니다.표준화된 버스는 취미 생활자들이 서로의 디자인에 접근할 수 있게 해준다.
오리진스
1980년대 초반에는 자체적인 장점과 단점을 가진 많은 독자 버스 시스템이 있었다.대부분은 특정 마이크로프로세서를 중심으로 애드혹 방식으로 성장했습니다.S-100 버스는 Intel 8080 신호, STD 버스(Z80 신호), SS-50 버스(Motorola 6800 신호), G64 버스(68000 신호)를 기반으로 합니다.이로 인해 다른 프로세서와 인터페이스하기가 더 어려워졌습니다.보다 강력한 프로세서로 업그레이드하면 타이밍이 미묘하게 변경되어 타이밍 제약이 항상 엄격하게 지정되어 있는 것은 아닙니다.전기적 매개변수 및 물리적 치수도 마찬가지였습니다.그들은 보통 버스에 먼지나 진동에 취약한 가장자리 커넥터를 사용했습니다.
VMEbus는 신뢰성이 높은 DIN 41612 커넥터와 잘 지정된 유로카드 보드 크기 및 랙 시스템을 사용하여 고성능 16비트 프로세서를 위한 고품질 솔루션을 제공했습니다.그러나 어플리케이션에 필요한 것은 적당한8비트 프로세서뿐이어서 비용이 너무 많이 들었습니다.
1980년대 중반, STEbus 표준은 8비트 프로세서를 위해 간소화된 VMEbus와 같은 것을 지정함으로써 이러한 문제에 대처했습니다.버스 신호는 8비트 프로세서가 쉽게 인터페이스할 수 있도록 충분히 일반적입니다.보드 크기는 보통 싱글 하이트 Eurocard(100mm x 160mm)이지만 더블 하이트 보드(233 x 160mm)[3]에도 사용할 수 있습니다.후자는 버스 커넥터가 VME 버스 시스템에 깔끔하게 결합되도록 배치했습니다.
IEEE Working Group P1000은 처음에 카드 엣지 커넥터를 DIN41612 커넥터로 교체하여 단순히 STD 버스의 재장착을 검토했습니다.하지만 그들은 완전히 새로운 고성능 8비트 버스를 만들기로 결정했다.그들은 VME버스와 Futurebus와 같은 버스를 만들기로 결정했다.STEbus는 제조원에 의존하지 않고 프로세서에 의존하지 않고 멀티마스터 [4]기능을 탑재하도록 설계되어 있습니다.
성숙함
STE버스는 그 당시에 매우 성공적이었다.IEEE1000-1987의 공식 표준이 주어졌습니다.
STEbus 카드에는 다양한 가격과 성능의 프로세서가 다수 탑재되어 있습니다.이러한 보드에는 Intel 8031, 8085, 8088, 80188, National Semiconductor 32008 및 32016, Motorola 6809, 68000 및 68008, Zilog Z80, Hitachi HD64180, Inmos 트랜스푸터가 포함되어 [4]있습니다.
STEbus는 8비트 마이크로프로세서용으로 설계되었습니다.일반적으로 보다 넓은 데이터 버스(16비트 등)를 사용하는 프로세서는 프로세서가 바이트 폭의 청크로 데이터를 처리할 수 있는 경우 STEbus를 사용할 수 있으며 슬레이브가 [1]응답할 때까지 사용할 수 있습니다.
STEbus는 일반적인 Z80(6809)부터 68020까지 프로세서를 지원했습니다.6502는 쓰기 중 대기 상태를 지원하지 않기 때문에 유일하게 인기 있는 마이크로가 존재하지 않았다.CMOS 65C02에는 이러한 단점이 없었지만 NMOS 6502 및 Z80보다 드물고 비쌌습니다.6809는 사이클 스트레칭을 사용했습니다.
주변기판에는 프로토타이핑 보드, 디스크 컨트롤러, 비디오 카드, 시리얼 I/O, 아날로그 및 디지털 I/O가 포함되었습니다.STEbus는 쉽게 교체할 수 있는 보드와 프로세서의 [5]독립성을 갖춘 산업용 랙 마운트 시스템을 제공한다는 목표를 달성했습니다.
연구자들은 STEbus 시스템이 견고하고 적응력이 뛰어나며 비용 [6]효율이 높다고 설명합니다.
사양
STEbus 시장은 IBM PC가 산업 제어 시스템으로 발전하면서 하락하기 시작했다.고객은 소프트웨어 기반이 더 크고 저렴하기 때문에 PC 기반 제품을 선택했습니다.더 많은 프로그래머들이 PC에 익숙하여 새로운 시스템을 배울 필요가 없었습니다.
메모리 비용이 낮아졌기 때문에 프로세서 보드를 충분히 탑재할 수 있을 때 버스 기반의 메모리를 확장할 필요가 없어졌습니다.그래서 이러한 단점에도 불구하고, 제조업체들은 산업용 PC 시스템을 만들었고 결국 다른 버스 시스템을 폐기했다.시간이 지남에 따라 PC 시스템은 보드끼리 겹치는 PC/104 형식으로 전환함으로써 카드 케이지와 백플레인이 필요하지 않게 되었습니다.PC/104는 STEbus만큼 잘 설계되지는 않았지만 많은 [citation needed]애플리케이션에 적합합니다.성수기의 주요 제조업체들은 현재 STEbus를 주로 자신들로부터 제품을 많이 구매한 오래된 고객들에 대한 호의로 지원하고 있습니다.
2013년 현재 일부 제조업체는 여전히 STEbus,[7] G64, Multibus II 및 기타 레거시 버스 시스템을 지원합니다.
IEEE가 표준을 철회한 것은 장애가 없기 때문이 아니라 업데이트할 수 있을 만큼 활성화되지 않았기 때문입니다.
물리 형식
3U 유로카드 - 가장 일반적인 크기는 100 x 160 mm 유로카드입니다.
6U Eurocard - 희귀, VMEbus 하이브리드 보드에 사용 가능
커넥터
DIN 41612, a열과 c열, 0.1인치 피치
VME/STE 하이브리드 보드에는 VME P2 커넥터를 공유하는STEbus 및 VMEbus가 있으며, 열 b에는 VME 신호가 있습니다.따라서 STEbus 보드는 어떤 목적으로도 b열을 사용할 수 없습니다.
핀 배치
| 번호 | 이름. | a b c | 이름. |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | o + o | GND |
| 2 | +5 V | o + o | +5 V |
| 3 | D0 | o + o | D1 |
| 4 | D2 | o + o | D3 |
| 5 | D4 | o + o | D5 |
| 6 | D6 | o + o | D7 |
| 7 | A0 | o + o | GND |
| 8 | A2 | o + o | A1 |
| 9 | A4 | o + o | A3 |
| 10 | A6 | o + o | 답 5 |
| 11 | A8 | o + o | A7 |
| 12 | A10 | o + o | A9 |
| 13 | A12 | o + o | A11 |
| 14 | A14 | o + o | A13 |
| 15 | A16 | o + o | A15 |
| 16 | A18 | o + o | A17 |
| 17 | CM0 | o + o | A19 |
| 18 | CM2 | o + o | CM1 |
| 19 | ADRSTB* | o + o | GND |
| 20 | 데이터택* | o + o | DATSTB* |
| 21 | TRAFER* | o + o | GND |
| 22 | ATNRQ0* | o + o | SYSISRST* |
| 23 | ATNRQ2* | o + o | ATNRQ1* |
| 24 | ATNRQ4* | o + o | ATNRQ3* |
| 25 | ATNRQ6* | o + o | ATNRQ5* |
| 26 | GND | o + o | ATNRQ7* |
| 27 | BUSRQ0* | o + o | BUSRQ1* |
| 28 | BUSAK0* | o + o | BUSAK1* |
| 29 | 시스템 | o + o | VSTBY |
| 30 | -12V | o + o | +12V |
| 31 | +5 V | o + o | +5 V |
| 32 | GND | o + o | GND |
활성 로우 신호는 아스타리스크로 표시됩니다.
GND: 접지 기준 전압
+5V: 대부분의 로직을 지원합니다.
+12V 및 -12V: 주로 RS232 버퍼 전력에 도움이 됩니다.+12V는 전압 발생기를 프로그래밍하는 데 사용되었습니다.둘 다 아날로그 회로에 사용할 수 있지만, 주로 디지털 회로용 전원 레일이기 때문에 디지털 노이즈가 발생하는 경우가 많습니다.아날로그 회로에는 일부 디커플링 또는 로컬 규제를 권장합니다.
VSTBY: 스탠바이 전압.선택적.이 라인은 배터리 백업 전압을 공급 또는 소비하는 보드에 전달하기 위해 예약되어 있습니다.3.6V NiCad 배터리가 일반적인 전원입니다.STEbus 사양은 이 정보의 출처에 대해 엄격하지 않습니다.
실제로는 백업 전원을 필요로 하는 대부분의 보드는 안전하고 배터리가 탑재되어 있는 경향이 있습니다.대부분 VSTBY에서 전력을 공급하거나 VSTBY에서 전력을 공급하기 위한 링크가 있습니다.따라서 시스템 내에 필요 이상으로 많은 배터리를 장착할 수 있으므로 VSTBY를 구동하는 배터리는 1개뿐이 되지 않도록 주의해야 합니다.
D0...7: 데이터 버스.8비트 폭에 불과하지만 대부분의 I/O 또는 메모리 매핑 주변기기는 바이트 지향입니다.
A0...19: 주소 버스.이것에 의해, 최대 1 MByte 의 메모리를 어드레싱 할 수 있습니다.현재의 테크놀로지는 대량의 메모리를 필요로 하는 프로세서가 프로세서 보드에 탑재되어 있기 때문에 큰 제약은 없습니다.I/O 공간은 4K로 제한되어 I/O 주소 디코딩을 실제 수준으로 간소화합니다.각 슬레이브 보드의 단일 74LS688로 A11을 디코딩할 수 있습니다.A4: 16바이트 [1][8]정렬의 임의의 I/O 주소에 I/O 슬레이브 보드의 위치를 지정합니다.일반적으로 각 I/O 슬레이브 보드에는 [1]8개의 소형 점퍼 또는 8개의 DIP 스위치의 단일 유닛 또는 2개의 바이너리 코드 16진 로터리 스위치가 사용됩니다.
CM0...2: 명령어 수식자.이것들은 데이터 전송 사이클의 성격을 나타냅니다.
| CM 2 1 0 | 기능. | |
|---|---|---|
| 1 1 1 | 읽어주세요 | 기억 |
| 1 1 0 | 쓰다 | |
| 1 0 1 | 읽어주세요 | I/O |
| 1 0 0 | 쓰다 | |
| 0 1 1 | 벡터 페치 | |
| 0 1 0 | 예약되어 있다 | |
| 0 0 1 | ||
| 0 0 0 | ||
심플한 프로세서 보드로 모든 버스 액세스에 대해 CM2를 하이로 구동할 수 있습니다.또, 메모리에서 CM1을 구동할 수도 있습니다.읽기/비쓰기 신호로부터의 IO 신호 및 CM0.CM2 low 상태는 명시적 응답 모드의 "attention request" 단계(인터럽트 및/또는 DMA 사이클) 동안만 사용됩니다.Implicit Response 모드를 사용하면 버스 마스터는 슬레이브 보드를 폴링하여 주의 요청을 트리거한 보드를 찾고 신호 소스를 재설정합니다.이 경우 벡터 페치는 사용되지 않습니다.
ATNRQ0...7*: 주의 요청.이것들은, 인터럽트 및 다이렉트 메모리 액세스(DMA)에 관한 용어인 프로세서 어텐션의 신호를 송신하기 위해서 남겨져 있습니다.신호의 현명한 선택은 이러한 회선을 마스크 가능한 인터럽트, 마스크 불가능한 인터럽트, DMA 등의 특정 유형으로 커밋하지 않습니다.
주의 요청의 수는 실시간 제어 시스템에서 STEbus의 의도된 역할을 반영합니다.8개의 행은 3비트로 priority 부호화할 수 있으며 처리하기에 상당히 실용적인 행 수입니다.
BUSRQ0...1* 및 BUSAK0...1*: 버스 요청 및 버스 확인.선택적.멀티 마스터 시스템에서 사용됩니다.
Attention Requests의 수는 STEbus가 단순화를 목표로 하고 있음을 나타냅니다.싱글 마스터 시스템은 표준이지만, 이러한 신호를 통해 필요에 따라 보조 버스 마스터를 가질 수 있습니다.
DATSTB*: 데이터 스트로브.이것은 데이터 전송 사이클의 주요 신호입니다.
DATACK*: 데이터 확인.슬레이브는 STE버스를 통한 데이터 전송의 안전한 완료를 확인할 때 이 신호를 강조합니다.이를 통해 STEbus 시스템은 다양한 속도의 플러그인 카드를 사용할 수 있습니다. 이는 가장 느린 장치의 속도로 모든 것을 실행해야 하는 이전의 버스 시스템에 비해 개선된 것입니다.
TRAFFER*: 전송 오류입니다.슬레이브는 STE버스를 통한 데이터 전송의 잘못된 완료를 확인할 때 이 신호를 강조합니다.
ADRSTB*: 주소 스트로브.이 신호는 주소 버스가 유효한 것을 나타냅니다.원래 이것은 데이터 버스가 준비되기 전에 주소 라인을 DRAM 칩에 저장하기 시작할 수 있는 DRAM 보드에 실용적으로 사용되었습니다.이후 STEbus 사양은 DATSTB*가 준비될 때까지 슬레이브는 전송을 시작할 수 없다는 것을 나타내므로 ADRSTB*는 상당히 장황해졌습니다.현재 STEBus 마스터는 동일한 로직 신호에서 DATSTB*와 ADRSTB*를 생성할 수 있습니다.슬레이브는 DATSTB*가 유효한 경우(버스 정의에서는 주소가 데이터와 동시에 유효하다고 주장하기 때문에) 단순히 기록합니다.또, ADRSTB*에서는, 2개의 DATSTB*펄스중에 액티브한 상태를 유지하는 것으로써, 버스 마스터는 분할할 수 없는 읽기-수정-쓰기 사이클중에 버스의 소유권을 유지할 수 있습니다.이 순서는 68008 버스의 순서와 일치합니다.다른 CPU에서는 읽기-수정-쓰기 사이클을 작성하기 위해 추가 로직이 필요할 수 있습니다.
시스템 클럭16MHz로 고정, 듀티 사이클 50%
SYSRST*: 시스템 리셋.[9]
백플레인은 모든 DIN 커넥터를 병렬로 연결합니다.따라서 STEbus 확장카드는 백플레인의 어느 [8]슬롯에 접속되어 있는지에 관계없이 동일한 신호를 수신합니다.
신호의 종류
| 신호. | 유형 |
|---|---|
| A [ 19 . 0 ] | 삼국지 |
| D[7..0] | 삼국지 |
| CM[2..0] | 삼국지 |
| ADRSTB* | 삼국지 |
| DATSTB* | 삼국지 |
| 데이터택* | 오픈 컬렉터 / 오픈 드레인 |
| BUSRQ [1..0]* | 오픈 컬렉터 / 오픈 드레인 |
| TFRERR* | 오픈 컬렉터 / 오픈 드레인 |
| ATNREQ[7..0]* | 오픈 컬렉터 / 오픈 드레인 |
| SYSISRST* | 오픈 컬렉터 / 오픈 드레인 |
| 시스템 | 토템폴 |
| 부삭[1..0]* | 토템폴 |
SYSCLK는 시스템 내의 1개의 보드만으로 구동해야 합니다.표준에서 설명한 바와 같이 이 신호는 시스템 컨트롤러에 의해 생성되어야 한다.
마스터가 여러 개인 경우 시스템 컨트롤러가 버스 조정도 담당합니다.마스터가 1개뿐인 경우 시스템 컨트롤러는 필요하지 않으며 마스터보드에서 SYSCLK를 생성할 수 있습니다.
테크니컬 노트
- 신호 입력은 Schmitt 트리거여야 합니다.
- 버스 라인 신호당 보드당 1개의 TTL 로드만 가능
- 신호 출력의 팬아웃은 20이어야 합니다.
- 백플레인에는 최대 21개의 소켓을 탑재할 수 있습니다.
- 임의의 보드에서 버스 신호선 PCB 트레이스의 최대 길이 50mm
- 버스 신호 라인 길이의 최대 길이 500 mm
- 활성 버스 종단 권장(270R 풀업에서 2로)8V)
- 7400 시리즈 칩은 종종 STEbus에 [8]직접 연결된 커스텀 제어 보드를 만드는 데 사용됩니다.
외부 링크
- STEbus(IEEE1000) 표준(가입자 및 IEEE 멤버에게 이용 가능)8. 1988. doi:10.1109/IEEESTD.1988.122133. ISBN 0-7381-4593-9.
- STEbus(ISO/IEC 10859:1997) 비용: 192 스위스 프랑
레퍼런스
- ^ a b c d 마이클 J. 스핑크스"마이크로프로세서 시스템 설계: 실용적 소개", 2013. 페이지 158, 162, 166.
- ^ Mitchell, R. J., Dr (1989). Microcomputer systems using the STE bus. Macmillan. p. 27. ISBN 978-0-333-49649-7.
- ^ 리로이 데이비스."STEBus"
- ^ a b ISO/IEC 10859: 8비트 백플레인 인터페이스: STEbus 및 마이크로컴퓨터의 기계 코어 사양. 1997. 페이지 4
- ^ Tooley, Michael H (1995-03-17). PC-based instrumentation and control. pp. 91–101. ISBN 0-7506-2093-5.
- ^ M.M. 쿠삭 교수와 J. 토마스 씨입니다."벽등반 로봇용 제어 소프트웨어 및 하드웨어"1994.
- ^ "백플레인 및 익스텐더 보드: 멀티버스/STEbus/G64인치
- ^ a b c 폴 퀄트러."STEBUS 기반 하드웨어 모델 철도 제어 시스템용" 1998.
- ^ STE 버스 정보
