Q-Bus

Q-Bus (также известная как LSI-11 Bus) — одна из разновидностей шин, применяемых в компьютерах PDP-11 и MicroVAX фирмы Digital Equipment Corporation.

Q-Bus являлась удешевленным вариантом шины Unibus и использовала мультиплексирование, так что линии данных и адреса использовали те же самые контакты. Это позволяло как уменьшить размер, так и удешевить конструкцию, при сохранении практически такой же функциональности.

Спустя некоторое время адресное пространство шины было увеличено с 16 до 18 и далее до 22 бит. Также были добавлены режимы пересылки блоков данных.

Технические особенности

Так же, как и Unibus, Q-Bus использует:

• Ввод-вывод с отображением на память
• Адресацию с точностью до байта
• Строгие отношения главный-подчинённый на шине
• Асинхронный протокол взаимодействия

Ввод-вывод с отображением на память означает, что при обмене данными между любыми двумя устройствами на шине, такими, как ЦП, память, порты ввода-вывода, используются одни и те же протоколы. На шине Unibus специальный блок адресов был выделен для устройств ввода-вывода. В Q-Bus это соглашение упростили, введя дополнительный сигнал (изначально назывался BBS7 Bus Bank Select 7, позднее получил более общее название BBSIO, Bus Bank Select I/O, в МПИ — ВН ВВ или ВУ), который выбирает блок адресов, предназначенных для устройств ввода-вывода.

Адресацию с точностью до байта означает, что минимальной адресуемой единицей на шине является 8-мибитный байт. Операция чтения на шине всегда происходит пословно по четному адресу (AD0=0), и ненужный байт просто отбрасывается. При записи байта адресная линия AD0 используется специальным образом, в качестве индексной — для указания смещения в передаваемом слове к передаваемому байту. При AD0=0 байт передаётся по линиям AD0—AD7 и должен быть записан в младший байт адресуемого слова, тогда как при AD0=1 байт передаётся по линиям AD8—AD15 и должен быть записан в старший байт адресуемого слова. Существует специальная линия — WTBT (на МПИ — БАЙТ или ПЗП), обозначающая, что происходит операция записи только одного байта слова. При записи целого слова (WTBT=0) состояние адресной линии AD0 игнорируется. При работе программы все 16-битные операции (операции со словом) могут обращаться только по чётным адресам, а 16-битная операция по нечётному адресу, в зависимости от типа процессора, или вызывает прерывание особого вида (ошибка шины), или осуществляется по чётному адресу.

Строгие отношения главный-подчинённый на шине означает, что в каждый текущий момент времени только одно устройство может быть в состоянии Главный (Master или Ведущий) на шине. Ведущее устройство инициирует операцию на шине и ему отвечает максимум одно ведомое устройство. Ведущее устройство может инициировать любую операцию — чтение или запись. После окончания цикла шины механизм арбитража выбирает новое устройство, которое будет главным на шине в следующем цикле.

Асинхронный протокол взаимодействия означает что длина цикла шины не зафиксирована во времени; продолжительность каждого отдельного цикла на шине определяется исключительно взаимодействием Ведущего и Ведомого (Master и Slave) устройств в текущем цикле. Эти устройства используют специальные сигналы готовности (RPLY или СИП) для управления длительностью цикла шины. Кроме того, специальная логика Ведущего устройства ограничивает максимальную длительность цикла для предотвращения зависания.

В зависимости от поколения, Q-Bus содержала 16, 18, или 22 линии адреса-данных BDAL (Bus Data/Address Line). При этом, в цикле шины 16, 18, или 22 линии использовались в фазе адреса для передачи физического адреса, а затем 8 или 16 младших линий использовались для передачи данных в фазе передачи данных. В некоторых системах по старшим линиям в фазе передачи данных передавались контрольные разряды или биты четности. Системы нового поколения могли поддерживать блочный режим работы шины, когда после фазы передачи адреса следовала одна или более фаз передачи данных (при это данные должны были располагаться в последовательных адресах). Поскольку шина Q-Bus мультплексирована и при передаче адреса передача данных невозможна, блочный режим позволял уменьшить количество фаз адреса и дать больше времени на передачу данных, позволяя увеличить пропускную способность шины.

МПИ

В СССР был выпущен функциональный аналог шины Q-Bus — Магистральный параллельный интерфейс (иногда Межмодульный параллельный интерфейс) МПИ, который использовался в компьютерах ДВК, Электроника 60 и СМ-1425.

Отрывок, характеризующий Q-Bus

– Важно! пошла драть! Ребята, важно!..
– Это сам хозяин, – послышались голоса.
– Так, так, – сказал князь Андрей, обращаясь к Алпатычу, – все передай, как я тебе говорил. – И, ни слова не отвечая Бергу, замолкшему подле него, тронул лошадь и поехал в переулок.


От Смоленска войска продолжали отступать. Неприятель шел вслед за ними. 10 го августа полк, которым командовал князь Андрей, проходил по большой дороге, мимо проспекта, ведущего в Лысые Горы. Жара и засуха стояли более трех недель. Каждый день по небу ходили курчавые облака, изредка заслоняя солнце; но к вечеру опять расчищало, и солнце садилось в буровато красную мглу. Только сильная роса ночью освежала землю. Остававшиеся на корню хлеба сгорали и высыпались. Болота пересохли. Скотина ревела от голода, не находя корма по сожженным солнцем лугам. Только по ночам и в лесах пока еще держалась роса, была прохлада. Но по дороге, по большой дороге, по которой шли войска, даже и ночью, даже и по лесам, не было этой прохлады. Роса не заметна была на песочной пыли дороги, встолченной больше чем на четверть аршина. Как только рассветало, начиналось движение. Обозы, артиллерия беззвучно шли по ступицу, а пехота по щиколку в мягкой, душной, не остывшей за ночь, жаркой пыли. Одна часть этой песочной пыли месилась ногами и колесами, другая поднималась и стояла облаком над войском, влипая в глаза, в волоса, в уши, в ноздри и, главное, в легкие людям и животным, двигавшимся по этой дороге. Чем выше поднималось солнце, тем выше поднималось облако пыли, и сквозь эту тонкую, жаркую пыль на солнце, не закрытое облаками, можно было смотреть простым глазом. Солнце представлялось большим багровым шаром. Ветра не было, и люди задыхались в этой неподвижной атмосфере. Люди шли, обвязавши носы и рты платками. Приходя к деревне, все бросалось к колодцам. Дрались за воду и выпивали ее до грязи.
Князь Андрей командовал полком, и устройство полка, благосостояние его людей, необходимость получения и отдачи приказаний занимали его. Пожар Смоленска и оставление его были эпохой для князя Андрея. Новое чувство озлобления против врага заставляло его забывать свое горе. Он весь был предан делам своего полка, он был заботлив о своих людях и офицерах и ласков с ними. В полку его называли наш князь, им гордились и его любили. Но добр и кроток он был только с своими полковыми, с Тимохиным и т. п., с людьми совершенно новыми и в чужой среде, с людьми, которые не могли знать и понимать его прошедшего; но как только он сталкивался с кем нибудь из своих прежних, из штабных, он тотчас опять ощетинивался; делался злобен, насмешлив и презрителен. Все, что связывало его воспоминание с прошедшим, отталкивало его, и потому он старался в отношениях этого прежнего мира только не быть несправедливым и исполнять свой долг.
Правда, все в темном, мрачном свете представлялось князю Андрею – особенно после того, как оставили Смоленск (который, по его понятиям, можно и должно было защищать) 6 го августа, и после того, как отец, больной, должен был бежать в Москву и бросить на расхищение столь любимые, обстроенные и им населенные Лысые Горы; но, несмотря на то, благодаря полку князь Андрей мог думать о другом, совершенно независимом от общих вопросов предмете – о своем полку. 10 го августа колонна, в которой был его полк, поравнялась с Лысыми Горами. Князь Андрей два дня тому назад получил известие, что его отец, сын и сестра уехали в Москву. Хотя князю Андрею и нечего было делать в Лысых Горах, он, с свойственным ему желанием растравить свое горе, решил, что он должен заехать в Лысые Горы.
Он велел оседлать себе лошадь и с перехода поехал верхом в отцовскую деревню, в которой он родился и провел свое детство. Проезжая мимо пруда, на котором всегда десятки баб, переговариваясь, били вальками и полоскали свое белье, князь Андрей заметил, что на пруде никого не было, и оторванный плотик, до половины залитый водой, боком плавал посредине пруда. Князь Андрей подъехал к сторожке. У каменных ворот въезда никого не было, и дверь была отперта. Дорожки сада уже заросли, и телята и лошади ходили по английскому парку. Князь Андрей подъехал к оранжерее; стекла были разбиты, и деревья в кадках некоторые повалены, некоторые засохли. Он окликнул Тараса садовника. Никто не откликнулся. Обогнув оранжерею на выставку, он увидал, что тесовый резной забор весь изломан и фрукты сливы обдерганы с ветками. Старый мужик (князь Андрей видал его у ворот в детстве) сидел и плел лапоть на зеленой скамеечке.