TURBOchannelは、1980年代後半から1990年代初頭にかけてDECが開発したオープンコンピュータバスです。どのベンダーでも自社システムに実装できますが、主にDEC独自のシステム、例えばMIPSベースのDECstationおよびDECsystemシステム、VAXstation 4000、AlphaベースのDEC 3000 AXPなどで使用されていました。DECは1994年後半、 AlphaStationおよびAlphaServerシステムの導入に伴い、TURBOchannelの使用を中止し、EISAバスおよびPCIバスを採用しました。
歴史
TURBOchannelは1980年代後半にDECによって開発され、1990年代初頭までTURBOchannel Industry Group（DECがこのバスの開発促進のために設立した業界団体）によって継続的に改訂されました。TURBOchannelは最初からオープンバスであり、仕様は、システムとオプションの両方の実装における機械的仕様と同様に、サードパーティの実装用にマテリアルの複製について初期購入コストで公開されていました。TURBOchannelは、失敗したACE（Advanced Computing Environment ）によってARC（ Advanced RISC Computing ）準拠マシンの業界標準バスとして使用するために選択されました。DECは当初、TURBOchannelがARC標準であるため業界で広く受け入れられると期待していましたが、最終的にはDECが独自のDEC 3000 AXP、DECstation 5000シリーズ、DECsystem 、およびVAXstation 4000システムでTURBOchannelを使用する唯一の主要ユーザーとなりました。サードパーティはシステムに TURBOchannel を実装していませんが、Digital のシステムには多数の TURBOchannel オプション モジュールが実装されています。
TURBOchannelの主な開発・推進者はTURBOchannel Industry Groupであったが、DigitalのTRI/ADDプログラム（FutureBus+、SCSI、VME、TURBOchannelなどのオープンインターフェースに基づく周辺機器をDigitalのシステムに実装するサードパーティに技術・マーケティングサポートを提供する取り組み）もTURBOchannelの実装と販売の促進に関与していた。[1] TRI/ADDプログラムは1992年12月15日に日本を除いて中止された。[2]
1990年代初頭、DECはTURBOchannelバスがHP、Sun、IBMといった他社製バスとの激しい競争に直面することを予想し、既存のTURBOchannel仕様をアップデートして、同等のハードウェアで最大200MB/秒の転送速度を実現する計画を発表しました。このプロトコルのアップグレードは後方互換性を確保する予定でしたが、PCIが主流となったことが明らかになった1994年末、DECはアップデート計画を中止し、TURBOchannel自体も中止しました。
建築
TURBOchannelは32ビットのアドレスとデータを多重化したバスで、クロック周波数は12.5MHzから25MHz、理論上の最大使用可能帯域幅は90MB/秒です。このバスは、ポイントツーポイント制御線を備えている点で当時の他のバスと異なります。TURBOchannelカードに含まれるファームウェアはMIPSマシンコードで、これはMIPSベースのシステムでこのバスが最初に使用されていた時代の名残です。そのため、 AlphaベースのDEC 3000 AXPなど、このバスを使用する後期のシステムでは、システムファームウェアに含まれるエミュレータを使用して適切に初期化されています。
| クロック周波数 | 最大理論帯域幅 | 持続帯域幅（DMA を使用） | 持続的な帯域幅（PIO を使用） |
|---|---|---|---|
| 12.5MHz | 50 MB/秒 | ? | ? |
| 22.5MHz | 90 MB/秒 | ? | ? |
| 25.0 MHz | 100 MB/秒 | 90 MB/秒 | ? |
TURBOチャネルは同期型の非対称I/Oチャネルです。[3]オプションモジュール（デジタル用語では拡張カード）はシステムモジュール（デジタル用語ではマザーボード）とのみ通信でき、他のオプションモジュールとは通信できないという意味で非対称です。
TURBOchannelを効率的に動作させるために、シンプルなプロトコルが採用されています。TURBOchannelバスはバスマスタリングを許可していません。TURBOchannelに接続されたデバイスが他のデバイスと通信する場合、まずこの情報をメモリに転送し、他のデバイスが読み取れるようにする必要があります。TURBOchannelプロトコルでは、各オプションが独自の物理アドレス空間を持つことが規定されています。このアドレス空間は、オプション上のレジスタとメモリのアドレス指定に使用されます。規定されている最大容量は16GBですが、実装によってはこの容量を下回ることもあります。DEC独自のシステムでは、初期のDECstation 5000では4MB、ハイエンドのDEC 3000 AXPモデルでは128MBを使用しています。
TURBOchannelバスは、データとアドレスの転送に32ビットのデータおよびアドレス多重化バスを使用します。各TURBOchannelオプションスロットには、7本のポイントツーポイント制御ラインと、ユニバーサル制御および調停用の5本のラインがそれぞれ独立して配置されています。ポイントツーポイント制御ラインは、TURBOchannelインターフェースに直接接続されます。TURBOchannelインターフェースはTURBOchannel仕様では定義されていませんが、Digital社は3つの方式とサンプルASICを発表しました。3つの方式は、低コスト、ミッドレンジ、高性能のシステム実装に分類されます。システムは、複数のオプションスロットを時分割多重化して単一のメモリポートで帯域幅を共有するか、各オプションスロットに専用のメモリポートを割り当てることができます。
信号
| 信号 名 |
信号 源 |
説明 |
|---|---|---|
| 広告[P, 31..0] | バス | アドレス/データバス |
| セル | システム | I/O読み取り/書き込み選択 |
| 書く | システム | I/O読み取り/書き込み指定子 |
| ああ | システム | DMA読み取り/書き込み確認 |
| エラー | システム | DMAエラー |
| リセット | システム | システムリセット |
| クロック | システム | チャンネルクロック |
| 準備完了 | オプション | I/O読み取り/書き込み準備完了 |
| 対立 | オプション | I/O 読み取り/書き込み競合 |
| 要求 | オプション | DMA読み取り要求 |
| wReq | オプション | DMA書き込み要求 |
| 整数 | オプション | I/O割り込み |
ハードウェア
TURBOchannel オプション モジュールは、96 ピン DIN コネクタ (具体的にはDIN 41612 ) と、システム モジュールにインラインでマウントされるオプション モジュールを使用します。各オプション モジュールは、シングル、ダブル、またはトリプル幅にすることができます。ダブル幅およびトリプル幅のオプションでは複数の TURBOchannel コネクタが使用されますが、スロットは単一のバスを共有するため、帯域幅が 2 倍または 3 倍になるわけではありません。ダブル幅およびトリプル幅のオプション モジュールは、大型のオプション モジュールを機械的に収容し、より多くの電力を供給するために使用されます。オプション モジュールの機械仕様も柔軟です。SIMM モジュール (グラフィックス オプションで使用される) などのドーターボードの接続に制限はほとんどなく、コンポーネントはオプション モジュールの両側にマウントできます。下部のコンポーネントは高さのみが制限されるため、オプション モジュールがシステム モジュール内に収まり、十分な冷却用のエアフローが確保されます。オプション モジュールの上部には 150 LFM、オプション モジュールの下部には 50 LFM のエアフローが必要です。各スロットには 44 個の信号ピンがあり、そのうち 32 個はデータとアドレス指定に使用されます。
| フォームファクター | 幅（mm） | 高さ（mm） | 深さ（mm） | 面積（mm 2 |
|---|---|---|---|---|
| シングル幅 | 116.84 | 144.15 | 168 | |
| ダブル幅 | ||||
| トリプル幅 |
電気
TURBOchannelスロットは+5Vおよび+12Vの電源レールを供給し、最大26ワットの電力を供給します。以下の表は、各電源レールから供給されるアンペア数を示しています。
| オプションモジュールの幅 | +5Vで | +12Vで |
|---|---|---|
| シングル幅 | 4.0A | 0.5A |
| ダブル幅 | 8.0A | 1.0A |
| トリプル幅 | 12.0A | 1.5A |
TURBOチャンネルエクステンダー
TURBOchannelバスは、TURBOchannel Extender（TcE）ボックスによって「拡張」できます。3Dグラフィックスアクセラレータなどの一部のオプションは、1つのスロットでは対応できないほどの電力とボードスペースを必要とするため、多くの場合、2倍幅または3倍幅のオプションモジュールが採用されています。このようなオプションモジュールはシステム内で追加のスペースとスロットを消費するため、他のTURBOchannelオプションモジュールの数が制限されたり、実装できなくなったりする場合があります。TURBOchannel Extenderボックスは、システム内で2倍幅および3倍幅のオプションに必要なスロット数を削減するために使用されます。
TURBOchannelエクステンダーボックスには、2つまたは3つのTURBOchannelスロットを備えたPCBと、スロットに必要な電力を供給するための電源が搭載されています。ホストにインストールされたTURBOchannelオプションモジュールと付属の外部ケーブルにより、必要なデータ、アドレス、および制御ラインがTURBOchannelエクステンダーボックスまで延長されます。TcEボックスの使用に伴うパフォーマンスの低下はありませんが、エクステンダーボックスで使用されているスロット数に関係なく、TcEボックスは1つのオプションモジュールしかサポートしません。
参照
参考文献
- ^ TRI/ADD プログラム出荷可能製品カタログ、1991 年 9 月、改訂 5.0、Digital Equipment Corporation。
- ^ TRI/ADD プログラム出荷可能製品カタログ、リビジョン 21.0、1993 年 1 月、Digital Equipment Corporation。
- ^ TURBOchannelハードウェア仕様、オンライン版、EK-369AA-OD-007B、1993年1月、Digital Equipment Corporation
- TURBOchannel ハードウェア仕様、EK-369AA-OD-007B、1993 年 1 月、Digital Equipment Corporation。
外部リンク
- 解散したTURBOchannel Industry Groupのアーカイブ文書集。TURBOchannelの仕様全体を収録しています。
- TURBOchannelバスを使用したコンピュータの内部を示します
