حافلة VME

تتضمن هذه المقالة قائمة بالمراجع العامة ، لكنها تفتقر إلى الاستشهادات المضمنة الكافية . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة من خلال تقديم استشهادات أكثر دقة. ( أبريل 2009 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

VMEbus ( ناقل Versa Module Eurocard ^[1] ) هو ناقل كمبيوتر قياسي يعتمد فعليًا على أحجام Eurocard .

في عام 1979، أثناء تطوير وحدة المعالجة المركزية Motorola 68000 ، قرر أحد مهندسيهم، جاك كيستر، الشروع في إنشاء نظام ناقل موحد للأنظمة المستندة إلى 68000. ^[2] قام فريق Motorola بعصف ذهني لعدة أيام لاختيار اسم VERSAbus. كانت بطاقات VERSAbus كبيرة، 370 × 230 مم ( 14 بوصة × 15 بوصة).+1 ⁄ 2 × 9+1 ⁄4 بوصة  )، واستخدمت موصلات الحافة . ^​​[3] ولم يتبناها سوى عدد قليل من المنتجات، بما في ذلكوحدة التحكم في الأجهزة IBM System 9000 وأنظمة الرؤية الآلية والروبوتية Automatix .

انضم جون بلاك لاحقًا إلى كيستر، الذي صقل المواصفات وابتكر مفهوم منتج VERSAmodule . صممت جولي كيهي، وهي مهندسة شابة تعمل لدى بلاك، أول بطاقة VERSAmodule، وهي وحدة محول VERSAbus، المستخدمة لتشغيل البطاقات الموجودة على VERSAbus الجديدة. أضاف سفين راو وماكس لوزيل من موتورولا أوروبا مواصفات ميكانيكية للنظام، واستندت إليها في معيار Eurocard الذي كان متأخرًا في ذلك الوقت في عملية التوحيد القياسي. عُرفت النتيجة في البداية باسم VERSAbus-E ولكن تمت إعادة تسميتها لاحقًا إلى VMEbus ، لناقل VERSAmodule Eurocard (على الرغم من أن البعض يشير إليها باسم Versa Module Europa ). ^[3]

في هذه المرحلة، وافقت عدد من الشركات الأخرى المشاركة في نظام 68000 على استخدام المعيار، بما في ذلك Signetics وPhilips وThomson وMostek. وسرعان ما تم توحيده رسميًا من قبل IEC باعتباره IEC 821 VMEbus ومن قبل ANSI وIEEE باعتباره ANSI/IEEE 1014-1987.

كان المعيار الأصلي عبارة عن ناقل 16 بت ، مصمم ليتناسب مع موصلات Eurocard DIN الموجودة . ومع ذلك، كان هناك العديد من التحديثات للنظام للسماح بعرض ناقل أوسع. يتضمن VME64 الحالي ناقل 64 بت كامل في بطاقات بحجم 6U و 32 بت في بطاقات 3U. يتمتع بروتوكول VME64 بأداء نموذجي يبلغ 40 ميجابايت / ثانية. ^[3] أضافت المعايير المرتبطة الأخرى التبديل الساخن ( التوصيل والتشغيل ) في VME64x ، وبطاقات "IP" الأصغر التي يتم توصيلها ببطاقة VMEbus واحدة، ومعايير ربط مختلفة لربط أنظمة VME معًا.

في أواخر تسعينيات القرن العشرين، أثبتت البروتوكولات المتزامنة أنها مواتية. أطلق على مشروع البحث اسم VME320. دعت منظمة معايير VITA إلى وضع معيار جديد للألواح الخلفية VME32/64 غير المعدلة. ^[3] تمت الموافقة على بروتوكول 2eSST الجديد في ANSI/VITA 1.5 في عام 1999.

على مر السنين، تمت إضافة العديد من الامتدادات إلى واجهة VME، مما يوفر قنوات اتصال "جانبية" بالتوازي مع VME نفسها. ومن الأمثلة على ذلك IP Module وRACEway Interlink وSCSA وGigabit Ethernet على VME64x Backplanes وPCI Express وRapidIO وStarFabric وInfiniBand.

كما تم استخدام VMEbus لتطوير معايير وثيقة الصلة، VXIbus و VPX . وكان لـ VMEbus تأثير قوي على العديد من حافلات الكمبيوتر اللاحقة مثل STEbus .

تعتمد المفاهيم المعمارية لـ VMEbus على VERSAbus، ^[3] التي طورتها شركة Motorola في أواخر سبعينيات القرن العشرين. وقد تمت إعادة تسمية هذا لاحقًا باسم "VME"، وهو اختصار لـ Versa Module European، بواسطة Lyman (Lym) Hevle، الذي كان نائب الرئيس في Motorola Microsystems Operation. (كان لاحقًا مؤسس مجموعة تسويق VME، والتي تمت إعادة تسميتها لاحقًا إلى VME International Trade Association، أو VITA).

قام جون بلاك من موتورولا، وكريج ماكينا من موستك، وسيسيل كابلينسكي من سيجنتكس بتطوير المسودة الأولى لمواصفات VMEbus. في أكتوبر 1981، في معرض System '81 التجاري في ميونيخ، ألمانيا الغربية، أعلنت موتورولا، وموستك، وسيجنتكس/فيليبس، وتومسون CSF عن دعمهم المشترك لـ VMEbus. كما قاموا أيضًا بوضع المراجعة A من المواصفات في المجال العام.

في عام 1985، طورت شركة Aitech، بموجب عقد مع شركة TACOM التابعة للجيش الأمريكي ، أول لوحة VMEbus 6U مبردة بالتوصيل. وعلى الرغم من توفير واجهة بروتوكول VMEbus متوافقة كهربائيًا، إلا أن هذه اللوحة لم تكن قابلة للتبديل ميكانيكيًا للاستخدام في هيكل تطوير VMEbus المختبري المبرد بالهواء.

في أواخر عام 1987، تم تشكيل لجنة فنية تحت إشراف VITA تحت إشراف IEEE لإنشاء أول لوحة VMEbus عسكرية مبردة بالتوصيل بحجم 6U  × 160  مم ومتوافقة كهربائيًا وميكانيكيًا بالكامل، برئاسة مشتركة من Dale Young (DY4 Systems) وDoug Patterson (Plessey Microsystems، ثم Radstone Technology). تم التصديق على ANSI/IEEE-1101.2-1992 لاحقًا وإصداره في عام 1992 ويظل ساريًا كمعيار دولي مبرد بالتوصيل لجميع منتجات 6U VMEbus.

في عام 1989، طور جون بيترز من شركة Performance Technologies Inc. المفهوم الأولي لـ VME64: خطوط عناوين وبيانات متعددة (A64/D64) على VMEbus. تم عرض المفهوم في نفس العام وتم وضعه في اللجنة الفنية لـ VITA في عام 1990 كتعزيز للأداء لمواصفات VMEbus.

في عام 1993 ، بدأت أنشطة جديدة في بنية VME الأساسية، والتي تضمنت تنفيذ حافلات فرعية متسلسلة ومتوازية عالية السرعة لاستخدامها كوصلات بينية للإدخال والإخراج وأنظمة فرعية لنقل البيانات. يمكن استخدام هذه البنيات كمفاتيح رسائل وموجهات وبنيات موازية صغيرة متعددة المعالجات.

تمت الموافقة على طلب VITA للاعتراف بها كمنظمة معتمدة لتطوير المعايير من قبل ANSI في يونيو 1993. تم وضع العديد من الوثائق الأخرى (بما في ذلك معايير mezzanine وP2 وserial bus) مع VITA باعتبارها مسؤول المجال العام لهذه التقنيات.

تطور VME

الطوبولوجيا	سنة	دورة الحافلة	السرعة القصوى (ميجابايت/ثانية)
ناقل موازي VMEbus32 الإصدار A	1981	شطيرة لحم الخنزير والطماطم والخس	40
ناقل VME IEEE-1014	1987	شطيرة لحم الخنزير والطماطم والخس	40
في إم إي 64	1994	ام بي ال تي	80
في إم إي 64 إكس	1997	2eVME	160
في إم إي 320	1997	2إس إس تي	320

في كثير من النواحي، يكون VMEbus معادلاً أو مشابهاً لدبابيس 68000 الممتدة على لوحة خلفية .

ومع ذلك، فإن إحدى السمات الرئيسية لـ 68000 هي نموذج ذاكرة مسطح 32 بت ، خالٍ من تقسيم الذاكرة وغير ذلك من "السمات المضادة". والنتيجة هي أنه على الرغم من أن VME يشبه 68000 إلى حد كبير، فإن 68000 عام بما يكفي لجعل هذه المشكلة غير موجودة في معظم الحالات.

مثل 68000، يستخدم VME حافلات بيانات وعناوين منفصلة بطول 32 بت. في الواقع، حافلة عناوين 68000 بطول 24 بت وحافلة البيانات بطول 16 بت (على الرغم من أنها بطول 32/32 داخليًا)، لكن المصممين كانوا يتطلعون بالفعل إلى تنفيذ كامل بطول 32 بت.

من أجل السماح بعرضي الناقلين، يستخدم VME موصلين مختلفين من نوع Eurocard، P1 وP2. يحتوي P1 على ثلاثة صفوف من 32 دبوسًا لكل منها، لتنفيذ أول 24 بت عنوان و16 بت بيانات وجميع إشارات التحكم. يحتوي P2 على صف واحد إضافي، والذي يتضمن 8 بتات عنوان و16 بت بيانات متبقية.

يسمح بروتوكول نقل الكتل بحدوث عدة عمليات نقل للحافلات بدورة عنوان واحدة. في وضع نقل الكتل، تتضمن عملية النقل الأولى دورة عنوان وتتطلب عمليات النقل اللاحقة دورات بيانات فقط. يكون الجهاز التابع مسؤولاً عن ضمان استخدام هذه عمليات النقل للعناوين المتعاقبة.

يمكن لرؤساء الحافلات تحرير الحافلة بطريقتين. باستخدام Release When Done (RWD)، يحرر الرئيس الحافلة عندما يكمل عملية نقل ويجب عليه إعادة التحكيم للحافلة قبل كل عملية نقل لاحقة. باستخدام Release On Request (ROR)، يحتفظ الرئيس بالحافلة من خلال الاستمرار في تأكيد BBSY* بين عمليات النقل. يسمح ROR للرئيس بالاحتفاظ بالسيطرة على الحافلة حتى يتم تأكيد Bus Clear (BCLR*) بواسطة رئيس آخر يرغب في التحكيم للحافلة. وبالتالي، يمكن للرئيس الذي يولد دفعات من حركة المرور تحسين أدائه من خلال التحكيم للحافلة فقط في أول عملية نقل لكل دفعة. يأتي هذا الانخفاض في زمن انتقال النقل على حساب زمن انتقال نقل أعلى إلى حد ما للرؤساء الآخرين.

تُستخدم مُعدِّلات العنوان لتقسيم مساحة عنوان ناقل VME إلى عدة مساحات فرعية مميزة. مُعدِّل العنوان عبارة عن مجموعة من الإشارات بعرض 6 بتات على اللوحة الخلفية. تحدد مُعدِّلات العنوان عدد بتات العنوان المهمة، ووضع الامتياز (للسماح للمعالجات بالتمييز بين عمليات الوصول إلى الناقل بواسطة برنامج على مستوى المستخدم أو مستوى النظام)، وما إذا كان النقل عبارة عن نقل كتلة أم لا. يوجد أدناه جدول غير مكتمل لمعدِّلات العنوان:

رمز سداسي عشري	وظيفة	توضيح
3ف	نقل كتلة الإشراف القياسي	نقل كتلة A24، مميز
3هـ	الوصول إلى برنامج الإشراف القياسي	الوصول إلى التعليمات A24، المميز
3D	الوصول إلى بيانات المشرف القياسي	الوصول إلى البيانات A24، المميز
3ب	نقل الكتلة غير المميزة القياسية	نقل كتلة A24 للبرامج العادية
3أ	الوصول إلى البرنامج القياسي لغير المميزين	الوصول إلى تعليمات A24، غير المميزين
39	الوصول القياسي للبيانات غير المميزة	الوصول إلى البيانات A24، غير المميز
2د	وصول إشرافي قصير	A16 الوصول المميز.
29	الوصول القصير لغير المميزين	A16 الوصول لغير المميزين.
0ف	نقل كتلة إشرافية موسعة	نقل الكتلة المميزة A32.
0هـ	الوصول إلى برنامج الإشراف الموسع	A32 الوصول إلى التعليمات المميزة.
0د	توسيع نطاق الوصول إلى البيانات الإشرافية.	A32 الوصول إلى البيانات المميزة.
0ب	نقل كتلة غير مميزة ممتدة	نقل كتلة غير مميزة A32.
0أ	الوصول الموسع إلى البرامج غير المميزة	A32 الوصول إلى التعليمات غير المميزة.
09	توسيع نطاق الوصول إلى البيانات غير المميزة.	A32 الوصول إلى البيانات غير المميزة.
ملحوظة		يشير الحرف n كما في A16 وA24 وA32 إلى عرض العنوان

في ناقل VME، تكون جميع عمليات النقل عبارة عن DMA وكل بطاقة هي رئيسية أو تابعة. في معظم معايير الناقل، هناك قدر كبير من التعقيد المضاف من أجل دعم أنواع النقل المختلفة واختيار الرئيسي/التابع. على سبيل المثال، مع ناقل ISA ، كان لا بد من إضافة كلتا الميزتين إلى جانب نموذج "القنوات" الحالي، حيث تتم معالجة جميع الاتصالات بواسطة وحدة المعالجة المركزية المضيفة . وهذا يجعل VME أبسط بشكل كبير على المستوى المفاهيمي مع كونه أكثر قوة، على الرغم من أنه يتطلب وحدات تحكم أكثر تعقيدًا على كل بطاقة.

عند تطوير ناقل VME و/أو استكشاف أخطائه وإصلاحها، قد يكون فحص الإشارات المادية مهمًا للغاية. تعد أجهزة تحليل المنطق وأجهزة تحليل الناقل أدوات تعمل على جمع الإشارات وتحليلها وفك تشفيرها وتخزينها حتى يتمكن الأشخاص من عرض الأشكال الموجية عالية السرعة في أوقات فراغهم.

تقدم VITA مجموعة شاملة من الأسئلة الشائعة للمساعدة في تصميم الواجهة الأمامية وتطوير أنظمة VME.

تتضمن أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم VMEbus ما يلي:

• كمبيوتر أحادي اللوحة HP 743/744 PA-RISC ^[4]
• الشمس 2 إلى الشمس 4
• محطات العمل الصناعية HP 9000
• أتاري TT030 وأتاري MEGA STE
• موتورولا MVME
• الرمزيات
• مجموعة البحث والتحليل الرقمي المتقدم PACE.
• نظام النماذج الأولية السريعة ETAS ES1000
• عدة أجهزة كمبيوتر Data General AViiON تعتمد على معالج Motorola 88000
• أنظمة Silicon Graphics المبكرة القائمة على MIPS بما في ذلك أنظمة Professional IRIS وPersonal IRIS وPower Series و Onyx
• تقنيات متقاربة MightyFrame

لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . يرجى المساعدة في تحسين هذا القسم عن طريق إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( مايو 2020 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

شوهد وهو ينظر إلى مقبس اللوحة الخلفية. ^{[5] [6]}

ص1

دبوس	أ	ب	ج
1	د00	ببسى*	د08
2	د01	بي سي إل آر*	د09
3	د02	فشل*	د10
4	د03	بج0ين*	د11
5	د04	بج0أوت*	د12
6	د05	بي جي 1إن*	د13
7	د06	بي جي 1 أوت*	د14
8	د07	بي جي 2 اي ان*	د15
9	أرضي	بي جي تو أوت*	أرضي
10	سيسكلك	بي جي 3إن*	فشل النظام*
11	أرضي	بي جي 3 أوت*	بيري*
12	دي إس 1*	BR0*	إعادة تعيين النظام*
13	دي إس 0*	غرفة نوم 1*	الكلمة*
14	يكتب*	بي ار 2*	ص5
15	أرضي	بي ار 3*	أ23
16	ديتاك*	ص0	أ22
17	أرضي	ص1	أ21
18	مثل*	ص2	أ20
19	أرضي	ص3	أ19
20	اياك*	أرضي	أ18
21	ياكين*	سيركلك	أ17
22	اياك اوت*	سيردت*	أ16
23	ص4	أرضي	أ15
24	أ07	IRQ7*	أ14
25	أ06	IRQ6*	أ13
26	أ05	IRQ5*	أ12
27	أ04	IRQ4*	أ11
28	أ03	IRQ3*	أ10
29	أ02	سؤال رقم 2*	أ09
30	أ01	IRQ1*	أ08
31	-12 فولت	+5VSTDBY	+12 فولت
32	+5 فولت	+5 فولت	+5 فولت

ص2

دبوس	أ	ب	ج
1	مُحدد بواسطة المستخدم	+5 فولت	مُحدد بواسطة المستخدم
2	مُحدد بواسطة المستخدم	أرضي	مُحدد بواسطة المستخدم
3	مُحدد بواسطة المستخدم	محجوز	مُحدد بواسطة المستخدم
4	مُحدد بواسطة المستخدم	أ24	مُحدد بواسطة المستخدم
5	مُحدد بواسطة المستخدم	أ25	مُحدد بواسطة المستخدم
6	مُحدد بواسطة المستخدم	أ26	مُحدد بواسطة المستخدم
7	مُحدد بواسطة المستخدم	أ27	مُحدد بواسطة المستخدم
8	مُحدد بواسطة المستخدم	أ28	مُحدد بواسطة المستخدم
9	مُحدد بواسطة المستخدم	أ29	مُحدد بواسطة المستخدم
10	مُحدد بواسطة المستخدم	أ30	مُحدد بواسطة المستخدم
11	مُحدد بواسطة المستخدم	أ31	مُحدد بواسطة المستخدم
12	مُحدد بواسطة المستخدم	أرضي	مُحدد بواسطة المستخدم
13	مُحدد بواسطة المستخدم	+5 فولت	مُحدد بواسطة المستخدم
14	مُحدد بواسطة المستخدم	د16	مُحدد بواسطة المستخدم
15	مُحدد بواسطة المستخدم	د17	مُحدد بواسطة المستخدم
16	مُحدد بواسطة المستخدم	د18	مُحدد بواسطة المستخدم
17	مُحدد بواسطة المستخدم	د19	مُحدد بواسطة المستخدم
18	مُحدد بواسطة المستخدم	د20	مُحدد بواسطة المستخدم
19	مُحدد بواسطة المستخدم	د21	مُحدد بواسطة المستخدم
20	مُحدد بواسطة المستخدم	د22	مُحدد بواسطة المستخدم
21	مُحدد بواسطة المستخدم	د23	مُحدد بواسطة المستخدم
22	مُحدد بواسطة المستخدم	أرضي	مُحدد بواسطة المستخدم
23	مُحدد بواسطة المستخدم	د24	مُحدد بواسطة المستخدم
24	مُحدد بواسطة المستخدم	د25	مُحدد بواسطة المستخدم
25	مُحدد بواسطة المستخدم	د26	مُحدد بواسطة المستخدم
26	مُحدد بواسطة المستخدم	د27	مُحدد بواسطة المستخدم
27	مُحدد بواسطة المستخدم	د28	مُحدد بواسطة المستخدم
28	مُحدد بواسطة المستخدم	د29	مُحدد بواسطة المستخدم
29	مُحدد بواسطة المستخدم	د30	مُحدد بواسطة المستخدم
30	مُحدد بواسطة المستخدم	د31	مُحدد بواسطة المستخدم
31	مُحدد بواسطة المستخدم	أرضي	مُحدد بواسطة المستخدم
32	مُحدد بواسطة المستخدم	+5 فولت	مُحدد بواسطة المستخدم

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

• اكتساب البيانات
• في بي اكس
• في اكس اس
• حافلة المستقبل
• كومباكت بي سي آي
• كاماك
• برنامج التنمية الاجتماعية والاقتصادية
• قائمة نطاقات النطاق الترددي للأجهزة

• فيتا
• الأسئلة الشائعة حول تقنية VMEBUS
• الجيل القادم من VME
• توصيلات وإشارات ناقل VME