S-100總線是1974年設(shè)計(jì)的早期計(jì)算機(jī)總線，作為Altair 8800的一部分.S-100總線是微計(jì)算機(jī)行業(yè)中第一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展總線。 由處理器和外設(shè)卡組成的S-100計(jì)算機(jī)由許多制造商生產(chǎn)。 S-100總線構(gòu)成了自制計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，其建造者（例如，Homebrew計(jì)算機(jī)俱樂部）實(shí)現(xiàn)了CP / M和MP / M的驅(qū)動(dòng)程序。 這些S-100微型計(jì)算機(jī)從業(yè)余愛好者玩具到小型企業(yè)工作站，在早期的家用電腦中很常見，直到IBM PC出現(xiàn)（其中一些表現(xiàn)優(yōu)于其他產(chǎn)品）。

構(gòu)造

S-100總線是并行連接的100針印刷電路板邊緣連接器的無(wú)源底板。測(cè)量5×10英寸的電路卡用于插入這些連接器的CPU，存儲(chǔ)器或I / O接口的功能?？偩€信號(hào)定義緊跟8080微處理器系統(tǒng)的定義，因?yàn)镮ntel 8080微處理器是S-100總線上的第一個(gè)微處理器。 S-100總線的100條線可以分為四種類型：1）電源，2）數(shù)據(jù)，3）地址，4）時(shí)鐘和控制。

總線供電電壓為+8 V和±16 V，設(shè)計(jì)用于在卡上調(diào)節(jié)至+5 V（TTL使用）和±12 V（通常用于RS-232線路或磁盤驅(qū)動(dòng)器電機(jī)）。板載電壓調(diào)節(jié)通常由78xx系列器件執(zhí)行（例如，7805器件可產(chǎn)生+5伏特電壓）。這些線性調(diào)節(jié)器通常安裝在散熱器上。

Intel 8080的雙向8位數(shù)據(jù)總線被分成兩條單向8位數(shù)據(jù)總線。稍后，這兩個(gè)8位總線將被組合起來(lái)，以支持更先進(jìn)處理器的16位數(shù)據(jù)寬度。

地址總線在最初的實(shí)現(xiàn)中是16位寬，后來(lái)擴(kuò)展到24位寬。總線控制信號(hào)可以使這些線路處于三態(tài)條件以允許直接存儲(chǔ)器訪問。例如，Cromemco Dazzler是早期的S-100卡，它使用直接內(nèi)存訪問從內(nèi)存中檢索數(shù)字圖像。

時(shí)鐘和控制信號(hào)用于管理總線上的流量。例如，DO禁用線將在直接存儲(chǔ)器訪問期間變?yōu)榈刂肪€。原始總線規(guī)范的未分配線路后來(lái)被分配用于支持更先進(jìn)的處理器。例如，Zilog Z-80處理器有一個(gè)不可屏蔽的中斷線，Intel 8080處理器沒有。然后重新分配一條未分配的S-100總線，以支持不可屏蔽的中斷請(qǐng)求。

歷史發(fā)展

在Altair的設(shè)計(jì)過(guò)程中,制造可用機(jī)器所需的硬件在1975年1月發(fā)布日期之前無(wú)法及時(shí)獲得。設(shè)計(jì)師Ed Roberts也遇到了背板占用太多空間的問題。為了避免這些問題，他將現(xiàn)有的組件放在一個(gè)帶有額外“插槽”的盒子中，這樣丟失的組件可以在以后可用時(shí)插入。背板被分成四塊獨(dú)立的卡，CPU占用五分之一。然后，他尋找廉價(jià)的連接器來(lái)源，他遇到了軍用剩余100針邊緣連接器供應(yīng)。100針總線是由一位匿名繪圖員創(chuàng)建的，他從零件目錄中選擇了連接器，并將任意分配的信號(hào)名稱選擇為連接器針組。

隨著1975年Altair的推出，一個(gè)新興的“克隆”機(jī)器行業(yè)大多采用與Altair相同的總線布局，創(chuàng)造了一個(gè)新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些公司被迫將系統(tǒng)稱為“Altair總線”，并且想要另一個(gè)名稱，以避免在描述他們自己的系統(tǒng)時(shí)引用他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 “S-100”的名字由Cromemco聯(lián)合創(chuàng)始人Harry Garland和Roger Melen在1976年8月乘飛機(jī)參加大西洋城PC '76微電腦會(huì)議時(shí)創(chuàng)造。該術(shù)語(yǔ)最初出1976年11月的Byte雜志上的Cromemco廣告中。[5]由Jim Warren主持的S-100公交車首次研討會(huì)于1976年11月20日在Diablo Valley College舉行，由Harry Garland，George Morrow和Lee Felsenstein組成。僅僅一年之后，S-100總線將被描述為“計(jì)算機(jī)行業(yè)中最常用的總線標(biāo)準(zhǔn)。

Cromemco是S-100制造商中最大的制造商，其次是Vector Graphic和North Star Computers。[8]其他創(chuàng)新者還包括Alpha Microsystems，IMS Associates，Inc.，Godbout Electronics（后來(lái)的CompuPro）和Ithaca Intersystems等公司。 1984年5月，Microsystems發(fā)布了一個(gè)全面的S-100產(chǎn)品目錄，列出了來(lái)自150多家公司的500多種“S-100 / IEEE-696”產(chǎn)品。

使用8080 CPU時(shí)，S-100總線信號(hào)很容易創(chuàng)建，但使用其他處理器（如68000）時(shí)的信號(hào)變得越來(lái)越少。更大的電路板空間被信號(hào)轉(zhuǎn)換邏輯占用。盡管如此，到1984年，在S-100總線上托管了11個(gè)不同的處理器，從8位Intel 8080到16位Zilog Z-8000。1986年，Cromemco推出了由Ed Lupin設(shè)計(jì)的XXU卡，采用32位Motorola 68020處理器。

IEEE-696標(biāo)準(zhǔn)

隨著S-100總線的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，有必要制定正式的總線規(guī)格，以幫助確保不同制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品的兼容性。還需要擴(kuò)展總線，以便它可以支持比原來(lái)Altair計(jì)算機(jī)中使用的Intel 8080更強(qiáng)大的處理器。 1978年5月，George Morrow和Howard Fullmer發(fā)布了“S-100總線的建議標(biāo)準(zhǔn)”，指出150家供應(yīng)商已經(jīng)為S-100總線提供產(chǎn)品。這個(gè)建議的標(biāo)準(zhǔn)記錄了總線的8位數(shù)據(jù)路徑和16位地址路徑，并表示考慮將數(shù)據(jù)路徑擴(kuò)展到16位，地址路徑擴(kuò)展到24位。

1979年7月，Kells Elmquist，Howard Fullmer，David Gustavson和George Morrow發(fā)布了“S-100總線接口設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”。在本規(guī)范中，數(shù)據(jù)路徑擴(kuò)展到16位，地址路徑擴(kuò)展到24位。由Mark Garetz主持的IEEE 696工作組繼續(xù)開發(fā)該規(guī)范，該規(guī)范被提議作為IEEE標(biāo)準(zhǔn)并于1982年6月10日由IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）于1983年9月8日批準(zhǔn)了IEEE標(biāo)準(zhǔn)。Ed Roberts為Altair 8800計(jì)算機(jī)開發(fā)的計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)已經(jīng)擴(kuò)展，嚴(yán)格記錄，被指定為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)IEEE Std 696- 1983年。

隱退

IBM在1981年推出了IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)，隨后推出了功能更強(qiáng)大的模型：1983年的XT和1984年的AT。這些計(jì)算機(jī)的成功深入S-100總線產(chǎn)品的市場(chǎng)。 1984年5月，Sol Libes（曾是IEEE-696工作組成員）在Microsystems寫道：“毫無(wú)疑問，S-100市場(chǎng)可以被認(rèn)為是一個(gè)成熟的行業(yè)，只有適度的增長(zhǎng)潛力，相比之下IBM PC兼容市場(chǎng)“。隨著IBM PC產(chǎn)品占據(jù)了市場(chǎng)的低端市場(chǎng)，S-100機(jī)器向上擴(kuò)展到更強(qiáng)大的OEM和多用戶系統(tǒng)。例如，S-100公交車的銀行用于處理芝加哥商品交易所的交易;美國(guó)空軍為其任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)部署了S-100公共汽車機(jī)。然而在整個(gè)20世紀(jì)80年代，業(yè)余愛好者，個(gè)人使用甚至小型企業(yè)的S-100公共汽車機(jī)器市場(chǎng)呈下降趨勢(shì)。

隨著IBM兼容計(jì)算機(jī)變得更加強(qiáng)大，S-100總線產(chǎn)品的市場(chǎng)在20世紀(jì)90年代初期繼續(xù)收縮。例如，1992年，芝加哥商品交易所用IBM PS / 2型號(hào)取代了他們的S-100公交車。到1994年，S-100總線行業(yè)已經(jīng)足夠收縮，IEEE認(rèn)為沒有必要繼續(xù)支持IEEE-696標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE-696標(biāo)準(zhǔn)于1994年6月14日退役。