/usr/share/doc/HOWTO/pl-html/Alpha-HOWTO.pl.html

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2 Final//EN">
<HTML>
<HEAD>
 <META NAME="GENERATOR" CONTENT="SGML-Tools 1.0.9">
<META HTTP-EQUIV="content-type" content="text/html; charset=iso-8859-2">
<TITLE>Alpha HOWTO</TITLE>


</HEAD>
<BODY>
<H1>Alpha HOWTO<BR></H1>

<H2>Autor: Neal Crook 
<A HREF="mailto:neal.crook@reo.mts.digital.com">neal.crook@reo.mts.digital.com</A>, Digital Equipment <BR>
(edycja: David Mosberger
<A HREF="mailto:davidm@azstarnet.com">davidm@azstarnet.com</A>)<BR>
v0.11, 6 Czerwca 1997<BR>
<B>Wersja polska: Leszek Urbañski
<A HREF="mailto:tygrys@fidonet.org.pl">tygrys@fidonet.org.pl</A><BR></B>
v0.1, 22 Lipca 1998</H2>
<P><HR>
<EM>Ten dokument jest ogólnym przedstawieniem istniej±cych procesorów Alpha, chipsetów
do nich, oraz systemów opartych na tych procesorach. Opisujê sprzêt, a nie
oprogramowanie, ukazuj±c mój obszar do¶wiadczenia. Chocia¿ jestem pracownikiem
Digital Equipment Corporation, nie jest to oficjalna wypowied¼ Digitala,
a wszystkie opinie tu wyra¿one s± moimi opiniami, nie za¶ Digitala.
Dokument zosta³ napisany w standardzie ISO-8859-2. Orygina³ tego dokumentu znajduje
siê pod adresem http://www.azstarnet.com/~axplinux/.</EM>
<HR>
<H2><A NAME="s1">1. Co to jest Alpha</A></H2>

<P>
<P>Alpha jest 64-bitow± architektur± RISC Digitala. Projekt Alpha zosta³ rozpoczêty
w po³owie 1989 roku, jego celem by³o stworzenie wysokowydajnej alternatywy dla
u¿ytkowników VAX'a. Nie by³a to pierwsza architektura RISC zaprojektowana przez
Digitala, ale jako pierwsza osi±gnê³a sukces rynkowy. Kiedy Digital og³osi³
wyprodukowanie Alphy w marcu 1992, zdecydowa³ siê wej¶æ na rynek pó³przewodników,
sprzedaj±c mikroprocesory Alpha.
<P>Alpha jest czasami nazywana Alph± AXP, z tajemniczych powodów, które nie s± warte
wyja¶niania. Wystarczy powiedzieæ, ¿e jest to jedno i to samo.
<P>
<H2><A NAME="s2">2. Czym jest Digital Semiconductor</A></H2>

<P>
<P>
<A HREF="http://www.digital.com/info/semiconductor/">Digital Semiconductor</A>
(DS) jest oddzia³em firmy Digital Equipment Corporation (Digital - nie lubimy nazwy
DEC), który sprzedaje pó³przewodniki. Do produktów Digitala zaliczaj±
siê procesory (CPU), chipsety, mostki PCI-PCI i uk³ady peryferyjne PCI dla
telekomunikacji i multimediów.
<P>
<H2><A NAME="s3">3. Procesory Alpha</A></H2>

<P>
<P>Obecnie istniej± dwie generacje rdzenia CPU (core), które s± implementacj±
architektury Alpha:
<P>
<UL>
<LI>EV4</LI>
<LI>EV6</LI>
</UL>
<P>S± ró¿ne opinie na temat znaczenia ,,EV'' (uwaga D.M.: prawdziwa odpowied¼ to
oczywi¶cie ,,Electro Vlassic" 
<A HREF="#ref1">[1]</A>), numer
odpowiada generacji technologii CMOS Digitala, w której zosta³ wykonany
rdzeñ. A wiêc EV4 by³ pierwotnie zaimplementowany w CMOS4. Z biegiem czasu,
procesor zwiêksza swoj± wydajno¶æ, poprzez optyczne pomniejszenie do nastêpnej
generacji procesu CMOS. EV45 jest wiêc rdzeniem EV4 zaimplementowanym w technologii
CMOS5. Istnieje du¿a ró¿nica pomiêdzy dostosowywaniem projektu do danej technologii,
a implementowaniem go od podstaw w tej technologii (nie bêdê siê jednak teraz w to
wg³êbia³). Jest te¿ parê innych symboli: CMOS4S (pomniejszenie CMOS4) i CMOS5L.
<P>Prawdziwi technofile bêd± chcieli wiedzieæ, ¿e CMOS4 jest technologi± 0.75 mikronow±,
CMOS5 jest technologi± 0.5 mikronow±, a CMOS6 0.35 mikronow±.
<P>A oto konkretne procesory z ró¿nymi rdzeniami:
<P><B>21064-150,166</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
EV4 (pierwotnie), EV4S (obecnie)
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21064-200</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
EV4S
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21064A-233,275,300</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
EV45
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21066</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
LCA4S (rdzeñ EV4, z jednostk± zmiennoprzecinkow± EV4)
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21066A-233</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
LCA45 (rdzeñ EV4, ale z jednostk± zmiennoprzecinkow± EV45)
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21164-233,300,333</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
EV5
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21164A-417</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
EV56
</BLOCKQUOTE>
<P><B>21264</B>
<P>
<BLOCKQUOTE>
<A HREF="http://www.mdronline.com/report/articles/21264/21264.html">EV6</A></BLOCKQUOTE>
<P>Rdzeñ EV4 jest dwuinstrukcyjny (dual-issue), znaczy to, ¿e mo¿e wykonaæ dwie
instrukcje na jednostkê zegara, posiada superpotokowy rdzeñ z jednostk± liczb
ca³kowitych
(superpipelined core with integer unit), jednostkê zmiennoprzecinkow±
i przewidywanie instrukcji (branch prediction). Jest w pe³ni krosowalny (bypassed),
korzysta z technologii 64-bitowej i o¶miokilobajtowych pamiêci cache, po jednej
dla Instrukcji i Danych. Jednostki cache obs³uguj± technologiê ,,write-through''
- nigdy nie zostaj± ,,zanieczyszczone''.
<P>Rdzeñ EV45 ma parê usprawnieñ w stosunku do EV4 - usprawniono trochê jednostkê
zmiennoprzecinkow± i dodano 16KB cache (po jednym dla Instrukcji i Danych, obs³uguje
parzysto¶æ). (uwaga D.M.: w wiadomo¶ci email Neil Crook zauwa¿y³, ¿e zmiany
w jednostce FPU (jednostka zmiennoprzecinkowa, ang. floating point unit)
poprawiaj± wydajno¶æ podzielnika. Podzielnikowi FPU EV4 dzielenie o pojedyñczej
precyzji zabiera 34 cykle zegara, a dzielenie o podwójnej precyzji 63 cykle
(niezale¿nie od danych). Dla porównania FPU EV45 zabiera to zwykle 19 cykli (do 34)
i 29 cykli (do 63) (zale¿nie od danych).)
<P>Rdzeñ EV5 jest czteroinstrukcyjny, superpotokowany, w pe³ni krosowalny itp. Posiada
8 kilobajtowe pamiêci cache, po jednej dla I i D. Cache te obs³uguj± metodê
,,write-through''. Ma te¿ 96 kilobajtowy trójdro¿ny cache drugiego poziomu Scache (w
procesorze), u¿ywaj±cy metody ,,write-back'' (mo¿e zostaæ zanieczyszczony).
Ca³kowity wzrost wydajno¶ci EV4->EV5 jest wiêkszy ni¿ wzrost spowodowany samym
zwiêkszeniem szybko¶ci zegara. Zosta³a te¿ ulepszona mikroarchitektura, dla
zmniejszenia opó¼nieñ producenta/klienta na niektórych trasach danych.
<P>EV56 posiada mikroarchitekturê podobn± do EV5, jednak¿e dodaje nowe instrukcje
dla 8 i 16-bitowych obci±¿eñ (zobacz sekcjê ,,
<A HREF="#byte ld/st">O bajtach</A>''. Instrukcje te znajduj± zastosowanie g³ównie w sterownikach
urz±dzeñ. Rdzeñ EV56 jest zaimplementowany w CMOS6, który jest technologi± 2.0V.
<P>21064 zosta³ ukoñczony w marcu 1992. U¿ywa rdzenia EV4, ze 128-bitow± szyn± danych.
Szyna obs³uguje ,,³atwe'' pod³±czenie zewnêtrznego cache'u drugiego poziomu,
z rozmiarem bloku 256 bitów. Zegar Bcache jest konfigurowalny ca³kowicie programowo.
21064 mo¿e te¿ byæ skonfigurowana do u¿ywania 64-bitowej szyny zewnêtrznej
(nie jestem jednak pewien, czy jakakolwiek p³yta g³ówna dostêpna w sprzeda¿y u¿ywa
tego trybu). 21064 nie wymusza ¿adnego sposobu u¿ywania Bcache'u, jednak¿e
zazwyczaj jest on skonfigurowany jako write-back cache. 21064 zawiera obej¶cia
pozwalaj±ce zewnêtrznemu sprzêtowi utrzymaæ zgodno¶æ cache'u z Bcache'm i wewnêtrzn±
pamiêci± podrêczn±, ale nie polecam tego sposobu.
<P>21066 u¿ywa rdzenia EV6; zawiera wewnêtrzny kontroler pamiêci oraz mostek PCI. Dla
oszczêdzania wyprowadzeñ procesora, kontroler pamiêci ma 64-bitow± szynê danych (ale
wewnêtrzne pamiêci podrêczne maj± rozmiar blokowy 256 bitów, tak jak 21064, a wiêc
wype³nienie bloku zajmuje 4 cykle zegara szyny). Kontroler pamiêci obs³uguje
zewnêtrzny Bcache i zewnêtrzne DRAM'y. Czêstotliwo¶æ zegara Bcache i DRAM'ów jest
konfigurowana ca³kowicie programowo, mo¿e byæ dostosowana do rozdzielczo¶ci
cyklu zegara CPU. Czterocyklowy proces wype³niania bloku cache nie jest taki z³y,
na jaki wygl±da, poniewa¿ dostêp do DRAM'u dzia³a w trybie stronicowania. Niestety,
kontroler pamiêci nie obs³uguje ¿adnego z nowych ezoterycznych DRAM'ów (SDRAM, EDO
lub BEDO), ani synchronicznych RAM pamiêci podrêcznej. Interfejs szyny PCI jest
w pe³ni zgodny z norm± rev2.0 i dzia³a na czêstotliwo¶ci 33MHz.
<P>21164 ma 128-bitow± szynê danych; obs³uguje odczyt rozdzielony (split read), do
2 odczytów na raz (pozwala to na stuprocentowe wykorzystanie szyny danych w 
idealnych warunkach - mo¿na teoretycznie przesy³aæ 128 bitów danych w ka¿dym
cyklu zegara szyny). 21164 pozwala na ³atwe pod³±czenie zewnêtrznego cache'u
trzeciego poziomu (Bcache), pozwala na synchronizacjê zewnêtrznych systemów ze
wszystkimi pamiêciami podrêcznymi. Rozwi±zania wieloprocesorowe s± wiêc ³atwe do
zaimplementowania.
<P>21164A zosta³ ukoñczony w pa¼dzierniku 1995. U¿ywa rdzenia EV56; jego wyprowadzenia
s± kompatybilne z 21164, jednak wymaga on oddzielnych szyn zasilaj±cych - wszystkie
piny zasilania pobieraj±ce +3.3V w 21164 zosta³y podzielone na dwie grupy; jedna
pobiera 2.0V dla rdzenia CPU, a druga 3.3V dla sekcji I/O (wej¶cia-wyj¶cia).
Inaczej ni¿ w innych implementacjach, wyprowadzenia 21164 nie toleruj± piêciu woltów.
Rezultatem tych zmian jest niekompatybilno¶æ p³yt g³ównych 21164 z procesorami
21164A (zauwa¿ jednak, ¿e zaprojektowanie p³yty 21164A obs³uguj±cej 21164 nie
by³oby trudne). 21164A ma te¿ kilka nowych wyprowadzeñ dla obs³ugi nowych
8 i 16-bitowych obci±¿eñ. Polepsza te¿ obs³ugê synchronicznych SRAM'ów do
implementacji zewnêtrznego Bcache.
<P>
<H2><A NAME="s4">4. Wydajno¶æ 21064 i 21066</A></H2>

<P>
<P>21064 i 21066 maj± ten sam rdzeñ (EV4). Je¿eli ten sam program zostanie uruchomiony
na 21064 i 21066, przy takiej samej szybko¶ci zegara, ró¿nica w wydajno¶ci jest
tylko rezultatem [wiêkszej] przepustowo¶ci Bcache/pamiêci. Ka¿dy w±tek kodu, maj±cy
du¿y wspó³czynnik wspó³pracy z <EM>wewnêtrznymi</EM> pamiêciami cache, bêdzie
wykonywa³ siê tak samo na obu jednostkach. Istniej± dwa g³ówne ograniczniki
wydajno¶ci:
<P>
<OL>
<LI>Kod który wykonuje du¿± liczbê zapisywañ. Chocia¿ 21064 i 21066 maj± bufory zapisu,
¿eby pokryæ niektóre opó¼nienia to i tak kod który intensywnie zapisuje bêdzie
zd³awiony przez przepustowo¶æ zapisu na szynie systemowej. To zjawisko zwiêksza siê,
poniewa¿ wewnêtrzna pamiêæ podrêczna cache dzia³a w trybie ,,write-through''.</LI>
<LI>Kod, który chce traktowaæ liczby zmiennoprzecinkowe (float) jako ca³kowite (integer).
Architektura Alphy nie pozwala na przysy³anie w trybie rejestr-rejestr z rejestrów
ca³kowitych na zmiennoprzecinkowe. Taka konwersja musi byæ dokonana w pamiêci
(i dlatego, poniewa¿ wewnêtrzna pamiêæ podrêczna dzia³a w trybie w-t, w Bcache).
(uwaga D.M.: wygl±da na to, ¿e zarówno EV4, jak i EV45 mog± wykonaæ konwersjê
przez podstawowy cache danych (Dcache), zak³adaj±c, ¿e pamiêæ jest ju¿ stronicowana.
W takim przypadku, zawarto¶æ sekwencji konwersji bêdzie uaktualniaæ Dcache,
a kolejne obci±¿enie jest w stanie, pod pewnymi warunkami, odczytaæ uaktualnion±
warto¶æ d-cache, zapobiegaj±c ka¿dorazowemu obej¶ciu trasy przez Bcache.
W praktyce, najlepiej jest wykonywaæ instrukcje stq/ldt lub stt/ldq jednocze¶nie,
co jest jednak nieintuicyjne.<BR></LI>
</OL>
<P>Je¿eli porównasz 21064A i 21066A, powstaje dodatkowy czynnik w postaci ró¿nych
rozmiarów Icache i Dcache w tych procesorach.
<P>21164 rozwi±zuje oba problemy: osi±ga <EM>znacznie</EM> wiêksze przepustowo¶ci szyny
systemowej (pomimo tego, ¿e ma tak± sam± ilo¶æ wyprowadzeñ sygna³owych - tak,
<EM>wiem</EM>, ¿e ma dwa razy wiêcej pinów ni¿ 21064, ale wszystkie dodatkowe to
zasilanie i masa! (tak, naprawdê!!)), posiada równie¿ pamiêæ podrêczn± pracuj±c±
w trybie write-back. Jedyny problem, który pozostaje, to odpowied¼ na pytanie
,,ile kosztuje?''.
<P>
<H2><A NAME="s5">5. Kilka uwag o zegarach</A></H2>

<P>
<P>Wszystkie obecnie produkowane procesory Alpha u¿ywaj± szybkich zegarów, poniewa¿
ich mikroarchitektury zosta³y zaprojektowane w tzw. systemie krótkich cykli zegara
(short-tick design). Dlatego te¿ ¿adna z szyn systemowych nie musi dzia³aæ z
potwornymi prêdko¶ciami.
<P>
<UL>
<LI>W 21066(A), 21064(A) i 21164 zewnêtrzna pamiêæ cache (Bcache) jest ca³kowicie
pogramowalna, nawet do rozdzielczo¶ci zegara CPU. Na przyk³ad w 275MHz-owym
procesorze czas dostêpu czytania Bcache mo¿e byæ kontrolowany z szybko¶ci± 3.6ns.</LI>
<LI>W 21066(A) zegar DRAM jest tak¿e programowalny, do rodzielczo¶ci zegara CPU
(<EM>nie</EM> zegara PCI, zegara procesora).</LI>
<LI>W 21064(A) i 21164(A), czêstotliwo¶æ szyny systemowej jest mno¿nikiem czêstotliwo¶ci
zegara CPU. Wiêkszo¶æ p³yt g³ównych 21064 taktuje szynê systemow± zegarem
o czêstotliwo¶ci 33MHz.</LI>
<LI>P³yty g³ówne, u¿ywaj±ce 21066 mog± taktowaæ PCI ka¿d± czêstotliwo¶ci± relatywn± do
czêstotliwo¶ci CPU. Jednak¿e PCI powinno byæ taktowane czêstotliwo¶ci± 33MHz.</LI>
<LI>P³yty u¿ywaj±ce chipsetu APECS (zobacz sekcjê 
<A HREF="#The chip-sets">Chipsety</A>)
taktuj± szynê systemow± czêstotliwo¶ci± równ± czêstotliwo¶ci szyny PCI. Znaczy to,
¿e obie szyny
dzia³aj± zwykle na 25 lub 33MHz (poniewa¿ te czêstotliwo¶ci po pomno¿eniu s± równe
czêstotliwo¶ci procesora). Zegar kontrolera DRAM na p³ytach APECS jest ustawiany
programowo w granicach czêstotliwo¶ci szyny systemowej procesora.</LI>
</UL>
<P><B>Uwaga:</B> Kto¶ zasugerowa³, ¿e wydajno¶æ jego 21066 by³a za niska, poniewa¿
kontroler pamiêci tego procesora pracowa³ tylko na 33MHz. Jednak superszybkie
systemy 21064A posiadaj± kontrolery pamiêci taktowane ,,tylko'' 33MHz.
<P>
<H2><A NAME="s6">6. Chipsety</A></H2>

<P>
<P>
<A NAME="The chip-sets"></A> 
DS sprzedaje dwa chipsety wspomagaj±ce CPU. Chipset 2107x (APECS) obs³uguje
21064(A), a 2117x (ALCOR) obs³uguje 21164. Zapowiadany jest 2117xA (ALCOR 2),
stosowany w 21164A.
<P>Oba chipsety posiadaj± kontrolery pamiêci i mostki PCI dla procesorów.
APECS korzysta z 32-bitowego mostka PCI, ALCOR natomiast z 64-bitowego,
który (zgodnie z wymaganiami specyfikacji PCI) mo¿e obs³ugiwaæ zarówno 32,
jak i 64-bitowe urz±dzenia PCI.
<P>APECS sk³ada siê z 6 208-pinowych uk³adów (cztery 32-bitowe prze³±czniki danych
(DECADE), jeden kontroler systemu (COMANCHE), jeden kontroler PCI (EPIC)).
Zapewnia kontroler DRAM (128-bitowa szyna pamiêci) i interfejs PCI. Wykonuje te¿
ca³± pracê potrzebn± do utrzymania zgodno¶ci pamiêci, kiedy urz±dzenie PCI
wykonuje bezpo¶redni dostêp do/z pamiêci (ang. DMA, Direct Memory Acces).
<P>ALCOR zawiera 5 uk³adów (4 64-bitowe prze³±czniki danych (Data Switch, DSW) -
208-pinowe PQFP i jeden kontrolny (Kontrola, Adresy I/O, CIA) - 383-pinowy
plastykowy PGA). Zapewnia kontroler DRAM (265-bitowa szyna pamiêci), oraz interfejs
PCI. W ten sam sposób co APECS obs³uguje DMA.
<P>Nie istnieje chipset dla 21066, poniewa¿ kontroler pamiêci i mostek PCI s±
zintegrowane z procesorem.
<P>
<H2><A NAME="s7">7. P³yty g³ówne</A></H2>

<P>
<P>Grupa in¿ynieryjna DS produkuje wzorcowe projekty, u¿ywaj±ce Alphy i w/w chipsety.
S± to w wiêkszo¶ci p³yty rozmiaru PC-AT, z funkcjonalno¶ci± nowoczesnej p³yty
g³ównej do Pentium. Pierwotnie te przyk³adowe p³yty mia³y byæ u¿ywane jako
punkty startu dla firm produkuj±cych tego typu produkty. Te projekty pierwszej
generacji by³y nazywane p³ytami ewaluacyjnymi (Evaluation Board, EB).
Poniewa¿ ilo¶æ czynno¶ci in¿ynieryjnych potrzebnych do wykonania p³yty g³ównej
wzros³a (z powodu zegarów o du¿ych prêdko¶ciach i norm emisji i podatno¶ci na
zak³ócenia), nacisk zosta³ postawiony na produkcjê p³yt g³ównych nadaj±cych siê
do sprzeda¿y detalicznej.
<P>Oddzia³y p³yt g³ównych Digitala wyprodukowa³y kilka generacji maszyn u¿ywaj±cych
procesorów Alpha. Niektóre z tych systemów u¿ywaj± logiki  wspomagaj±cej
zaprojektowanej przez te oddzia³y, a inne chipsetów DS. W niektórych przypadkach,
p³yty u¿ywaj± kombinacji obu tych technik.
<P>Rózne firmy produkuj± p³yty u¿ywaj±ce procesorów Alpha. Niektóre projektuj±
systemy od podstaw, inne za¶ u¿ywaj± chipsetów DS, powielaj± lub modyfikuj±
przyk³adowe projekty Digitala, a nawet produkuj± komputery oparte na zbudowanych
i przetestowanych p³ytach DS.
<P><B>EB64</B>: Nie u¿ywana ju¿ p³yta do 21064 z kontrolerem pamiêci wykorzystuj±cym
logikê programowaln±. Wej¶cie/Wyj¶cie jest zapewnione przez u¿ycie logiki
programowalnej do interfejsowania uk³adu-mostu 486&lt;->ISA. Wbudowany Ethernet,
SuperI/O (2 p. szeregowe, 1 p. równoleg³y, FDD) i ISA. Rozmiar PC-AT. Wykorzystuje
standardowe zasilacze PC.
<P><B>EB64+</B>: Do 21064/21064A (wykorzystuje APECS). Posiada szyny ISA i PCI
(3 ISA, 2 PCI, jedna para jest dzielona). Obs³uguje 36-bitowe SIMM'y DRAM.
Most do ISA'y jest tworzony za pomoc± mostka Intel SaturnI/O PCI-ISA.
P³yta posiada wbudowany kontroler SCSI (NCR 810 na PCI), Ethernet (Digital 21040),
kontroler klawiatury i myszy (z³±cze PS/2), SuperI/O (2 sz. 1 r., FDD), RTC
(ang. Real Time Clock - zegar czasu rzeczywistego - przyp. t³um.)/NVRAM. Boot ROM
to EPROM (to niedobrze - vide MILO HOWTO - przyp. t³um.). Rozmiar PC-AT.
Wykorzystuje standardowe zasilacze PC.
<P><B>EB66</B>: Do 21066 lub 21066A. Podsystem Wej¶cia/Wyj¶cia jest identyczny
do EB64+. Rozmiar PC-AT. Wykorzystuje standardowe zasilacze PC. Schemat EB66
zosta³ opublikowany jako plakat reklamowy dla 21066 jako "pierwszy mikroprocesor
na ¶wiecie posiadaj±cy wewnêtrzny kontroler PCI" (dla fanów plotek: s± dwie wersje
tego plakatu - ja narysowa³em obwody i napisa³em has³o [reklamowe] dla pierwszej,
a jacy¶ Amerykanie zmienili has³o dla drugiej wersji).
<P><B>EB164</B>: Do 21164 (i to jest w IMHO najlepszy wybór - sam na takim
systemie pracujê - a pracowa³em na wielu alfach - przyp. t³um.), u¿ywa ALCOR'a.
Posiada szyny ISA i PCI (3 sloty ISA, 2 64-bitowe sloty PCI (jeden jest
wspó³dzielony ze slotem ISA) i dwa 32-bitowe sloty PCI). U¿ywa SIMM'ów ,,plug-in''
do Bcache. Podsystem I/O zawiera SuperI/O (2 sz., 1 r., FDD), kontroler klawiatury
i myszy (z³±cze PS/2), RTC/NVRAM. Boot ROM to Flash (EEPROM - przyp. t³um.).
Rozmiar p³yty PC-AT. Wymaga zasilacza o napiêciu 3.3V.
<P><B>AlphaPC64</B> (<B>Cabriolet</B>): pochodzi od EB64+, ale teraz to p³yta
baby-AT z Flash Boot ROM. Nie posiada kontrolera SCSI ani Ethernetu. Trzy sloty ISA,
cztery sloty PCI (jedna para to slot dzielony), u¿ywa SIMM'ów Bcache typu
,,plug-in''. Wymaga zasilacza o napiêciu 3.3V.
<P><B>AXPpci33</B> (<B>NoName</B>): jest bazowany na EB66. Ta p³yta jest
produkowana przez Techniczny OEM (TOEM) Digitala. Jest przeznaczona dla procesora
21066 o szybko¶ci 166MHz albo 233MHz. Jest to p³yta rozmiaru baby-AT i wykorzystuje
standardowe zasilacze PC. Posiada 5 slotów ISA i 3 sloty PCI (jedna para jest
dzielona). S± dwie wersje p³yty - ze z³±czami klawiatury typu PS/2 lub du¿ego DIN.
<P>Inne p³yty g³ówne dla procesorów 21066: wiêkszo¶æ, je¿eli nie wszystkie p³yty dla
21066 s± bazowane na EB66 - nie ma wielu rozwi±zañ systemowych dla p³yt 21066,
poniewa¿ kontrola jest wykonywana w procesorze.
<P><B>Multia</B> (<B>Universal Desktop Box</B>): Jest to bardzo ma³y system
podstawowy, wykorzystuj±cy 21066. Na p³ycie znajduj± siê: 2 gniazda PCMCIA,
chip grafiki TGA (21030), Ethernet (chip 21040), kontroler SCSI NCR 810, oraz
kontroler stacji dysków, dwa porty szeregowe i jeden równoleg³y. Ma ma³e mo¿liwo¶ci
rozszerzenia (jeden slot PCI), ze wzglêdu na ma³y rozmiar. (Jest jakie¶ ograniczenie
w u¿ywaniu slotu PCI, nie pamiêtam jakie) (Zauwa¿, ¿e s± te¿ Multie do 21066A
i Pentium).
<P><B>DEC PC 150 AXP</B> (<B>Jensen</B>): Jest to bardzo stary system Digitala -
jeden z systemów Alpha pierwszej generacji. Jest tutaj za³±czony tylko z powodu
dostêpno¶ci takich p³yt na rynku komputerów u¿ywanych. Jensen jest
stoj±c± na pod³odze wie¿±. U¿ywa 150MHz 21064 (pó¼niejsze wersje u¿ywa³y szybszych
procesorów, ale nie jestem pewien co do prêdko¶ci). P³yta u¿ywa³a logiki
programowalnej do interfejsowania mostu 486 EISA - CPU.
<P>Inne systemy 21064(A): Istniej± 3 lub 4 p³yty (nie za³±czam tu <EM>systemów</EM>
Digitala) i wszystkie, które znam, wyeluowa³y z EB64+. S± to:
<P>
<UL>
<LI>EB64+ (niektórzy sprzedawcy pakowali p³ytê i sprzedawali j± bez modyfikacji);
rozmiar AT.</LI>
<LI>Krewny EB64+ firmy Aspen Systems; rozmiar baby-AT.</LI>
<LI>P³yta serwera firmy Aspen Systems; du¿o slotów PCI (razem z mostem PCI).</LI>
<LI>AlphaPC64 (Cabriolet), rozmiar baby-AT.</LI>
</UL>
<P>Inne systemy 21164(A): Jedyne, które znam, a nie s± klonami EB164, to p³yta wykonana
przez DeskStation. System ten zosta³ zaimplementowany przy u¿yciu kontrolerów I/O
oraz pamiêci stosowanych przez DeskStation. Nie znam ich stosunku do Linuxa.
<P>
<H2><A NAME="s8">8. O bajtach</A></H2>

<P>
<A NAME="byte ld/st"></A> <P>Kiedy architektura Alpha zosta³a przedstawiona, by³a unikalna po¶ród innych
architektur RISC z powodu przetwarzania 8 i 16-bitowych obci±¿eñ i zmiennych.
Wspomaga³a te¿ 32 i 64-bitowe. (,,longword'' i ,,quadword'' wg. nomenklatury
Digitala). Projektanci (Dick Sites, Rich Witek) wyja¶nili t± decyzjê nastêpuj±cymi
zaletami:
<P>
<OL>
<LI>Obs³uga bajtów w pamiêci podrêcznej i podsystemie pamiêci zwykle zwalnia dostêp
do 32 i 64-bitowych danych.</LI>
<LI>Obs³uga bajtów czyni ciê¿kim zbudowanie uk³adu korekcji b³êdów cache/pamiêci o
du¿ej prêdko¶ci.</LI>
</OL>
<P>Alpha kompensuje to przez zapewnienie silnych instrukcji manipuluj±cych grupami
bajtów w rejestrach 64-bitowych. Standardowe programy testuj±ce operacje na
³añcuchach (strings) (np. programy testuj±ce magazynu ,,Byte'') pokazuj±,
¿e wydajno¶æ Alphy jest bardzo wysoka przy operacjach na bajtach.
<P>Absencja bajtowych obci±¿eñ i ³adunków zmienia dzia³anie prze³±czników (semaphores)
w oprogramowaniu, oraz podsystemów wej¶cia/wyj¶cia. Rozwi±zanie problemu I/O
Digitala, to u¿ycie kilku niskopoziomowych linii adresowych do zdefiniowania
rozmiaru danych podczas przesy³ania I/O, oraz do dekodowania tych danych jako
bajtów. Jest to tzw. rozproszone adresowanie (sparse addressing). Marnuje ono
przestrzeñ adresow± i powoduje fragmentacjê pamiêci I/O (wiêcej o skutkach
rozproszonego adresowania kiedy uda mi siê co¶ o tym napisaæ). Zauwa¿, ¿e pamiêæ
I/O w tym kontek¶cie odnosi siê do wszystkich zasobów systemowych PCI i dlatego
odnosi siê zarówno do pamiêci PCI, jak i do przestrzeni adresowej PCI.
<P>Kiedy na rynek wyszed³ 21164A, architektura Alphy musia³a ju¿ zawieraæ adresowanie
bajtów. Wykonywanie tych nowych instrukcji na wcze¶niejszych procesorach spowoduje
wyj±tek ,,OPCDEC'' kodu PAL, a wtedy kod bêdzie obs³ugiwa³ ten wyj±tek, co bêdzie
mia³o wp³yw na wydajno¶æ. Skutkiem tego powninno byæ (wg. mnie) ograniczenie
korzystania z tych instrukcji do sterowników urz±dzeñ, a nie kodu aplikacji.
<P>Te nowe bajtowe obci±¿enia i ³adunki znacz±, ¿e przysz³e chipsety bêd± w stanie
obs³ugiwaæ zdefragmentowan± przestrzeñ I/O.
<P>
<H2><A NAME="s9">9. PALcode</A></H2>

<P>
<P>To jest miejsce na sekcjê opisuj±c± kod PAL. Napiszê j±, je¿eli bêdzie wystarczaj±ce
zainteresowanie.
<P>
<H2><A NAME="s10">10. Przenoszenie systemu na Alphê</A></H2>

<P>
<P>Mo¿liwo¶æ uruchamiania Linuxa na ka¿dej maszynie z Alph± jest ograniczona tylko
twoimi mo¿liwo¶ciami zdobycia informacji ma³ych detali jej wnêtrza. Poniewa¿
istniej± wersje Linuxa na EB66, EB64+ i EB164, wszystkie systemy oparte na 21066,
21064/APECS lub 21164/ALCOR powinny dzia³aæ pod Linuxem z ma³ymi albo bez ¿adnych
modyfikacji. G³ówna ró¿nica pomiêdzy tymi p³ytami g³ównymi, to sposób, w jaki
route'uj± przerwania. S± trzy ¼ród³a przerwañ:
<P>
<UL>
<LI>urz±dzenia na p³ycie</LI>
<LI>urz±dzenia PCI</LI>
<LI>urz±dzenia ISA</LI>
</UL>
<P>Wszystkie systemy u¿waj± mostku Intel System I/O (SIO), jako mostu PCI &lt;-> ISA
(g³ówna szyna I/O to PCI, ISA jest drugorzêdn± szyn± u¿ywan± do obs³ugi wolniejszych
i ,,wyw³aszczaj±cych'' (ang. legacy) urz±dzeñ). SIO sk³ada siê z tradycyjnej,
po³±czonej pary 8259-tek.
<P>Niektóre systemy (np. NoName) route'uj± wszystkie przerwania przez SIO do
procesora, a inne maj± oddzielny kontroler przerwañ i route'uj± wszystkie przerwania
PCI i przerwanie SIO (wyj¶cie 8295) przez niego, a wszystkie przerwania ISA
przez SIO.
<P>Inne ró¿nice pomiêdzy systemami to:
<P>
<UL>
<LI>liczba slotów</LI>
<LI>posiadane urz±dzenia wbudowane w p³ytê</LI>
<LI>posiadany Boot ROM - Flash lub EPROM</LI>
</UL>
<P>
<H2><A NAME="s11">11. Wiêcej informacji</A></H2>

<P>
<P>Wszystkie p³yty ewaluacyjne Digital Semiconductor oraz projekty p³yt g³ównych nie
s± zastrze¿one, a ca³y zestaw dokumentacji do jednego projektu kosztuje oko³o 50$.
Sk³adaj± siê na niego wszystkie schematy, ¼ród³a czê¶ci programowalnych, arkusze
danych dla procesora i chipsetu. Zestawy dokumentacji mo¿na zakupiæ u dystrybutorów
Digital Semiconductors. Nie sugerujê tutaj, ¿eby szybko i¶æ i kupiæ te zestawy,
ale chcê zaznaczyæ, ¿e takie informacje s± dostêpne.
<P>Mam nadziejê, ¿e to HOWTO by³o pomocne. Komentarze/uaktualnienia/sugestie rozwoju
przesy³aj do 
<A HREF="mailto:neal.crook@reo.mts.digital.com">Neala Crooka</A>.
<P>
<H2><A NAME="s12">12. Bibliografia</A></H2>

<P>
<P>
<A NAME="ref1"></A> 
<A HREF="http://www.research.digital.com/wrl/publications/abstracts/TN-13.html">[1]</A>
Bill Hamburgen, Jeff Mogul, Brian Reid, Alan Eustace, Richard Swan, Mary Jo Doherty
i Joel Bartlett.<BR>
<EM>Opis Organicznych Systemów Iluminacyjnych</EM>. DEC WRL, Uwaga Techniczna 13,
Kwiecieñ 1989.
<P>
<H2><A NAME="s13">13. Od t³umacza</A></H2>

<P>
<P>Poniewa¿ by³o to HOWTO dosyæ skomplikowane pod wzglêdem technicznym, u¿y³em
tutaj wielu wyra¿eñ niezrozumia³ych dla ludzi nie zajmuj±cych siê elektronik±
cyfrow±. Jeden rzut oka do ksi±¿ki o elektronice dla pocz±tkuj±cych powinien
rozwiaæ te w±tpliwo¶ci.<BR>
To HOWTO jest jednym z dwóch potrzebnych do uruchomienia Linuxa na Alfie.
Drugie to MILO-HOWTO, które znajduje siê w wersji polskiej na serwerze projektu
JTZ (
<A HREF="http://www.jtz.org.pl/">http://www.jtz.org.pl/</A>).
Opisuje ono program ³aduj±cy Linuxa na Alfê (odpowiednik LILO).<BR>
Jak zwykle, je¿eli znajdziesz jakie¶ b³êdy albo masz ciekawe sugestie,
<A HREF="mailto:tygrys@fidonet.org.pl">napisz do mnie</A>.
</BODY>
</HTML>
doc-linux-pl-html 2002.06.14-2 / usr / share / doc / HOWTO / pl-html / Alpha-HOWTO.pl.html
