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 Apple Desktop Busアイコンと初期のApple Desktop Busキーボード | |||
| タイプ | ヒューマン入力デバイスインターフェース | ||
|---|---|---|---|
| 生産履歴 | |||
| デザイナー | アップルコンピュータ | ||
| 設計 | 1986年 | ||
| メーカー | アップルコンピュータ株式会社 | ||
| 生産 | 1986年から1999年 | ||
| 廃止 | RS-422 / 6522キーボードとマウス | ||
| 代替品 | USBとFireWire (1998–1999) | ||
| 一般仕様 | |||
| ホットプラグ可能 | 時々のサポート | ||
| 外部の | はい | ||
| ピン | 4 | ||
| コネクタ | ミニDIN | ||
| データ | |||
| データ信号 | 双方向シリアルコマンドストリーム | ||
| ビットレート |
最大 125 kbit/s (実際は約 10 kbit/s) | ||
| 最大デバイス数 |
最大 16 個 (実際は 5 個、サポートされるのは 3 個) | ||
| プロトコル | シリアル | ||
| ピン配置 | |||
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| 正面から見たメスソケット | |||
| ピン1 | Apple デバイスバス | データ | |
| ピン2 | パワーストーン | 電源オン | |
| ピン3 | +5V | +5ボルト電源 | |
| ピン4 | グランド | 地面 | |
| S-ビデオ と同じコネクタ | |||
Apple Desktop Bus (ADB) は、低速デバイスをコンピュータに接続する独自の[1] ビットシリアル 周辺機器バスです。1986 年にApple II GSで導入され、キーボードやマウスなどの低コストデバイスをサポートする方法として、ハブやその他のデバイスを必要とせずにデイジーチェーンで接続できるようになりました。Apple Desktop Bus は、その後のMacintoshモデルやNeXTコンピュータの後継モデルにすぐに導入され、他のサードパーティでも使用されました。当時多くの PC 互換機で使用されていた同様のPS/2 コネクタと同様に、Apple Desktop Bus は 1990 年代後半にUSBシステムが普及するにつれて急速に置き換えられました。Apple 製品に外部 Apple Desktop Bus ポートが最後に搭載されたのは 1999 年ですが、2000 年代に入っても一部の Mac モデルでは内部専用バスとして残っていました。
歴史
アップルバス
マッキントッシュコンピュータの開発初期に、エンジニアリングチームはシリアル通信を提供するためにかなり高度なZilog 8530 を選択しました。これは当初、8530 に実装されたシンプルな通信プロトコルを使用して、ホストコンピュータとデータを送受信できるようにすることで、複数のデバイスを 1 つのポートに接続できるようにするために行われました。そのアイデアは、複数のデバイスを 1 つのポートに接続できるようにすることで、さまざまな種類のポートや拡張スロットの使用を不要にすることでした。[2]
AppleBus システムの開発中、コンピュータ ネットワークはあらゆるコンピュータ システムにとって極めて重要な機能となりました。カード スロットがなかったため、Macintosh はEthernetや同様のローカル エリア ネットワーク標準のサポートを簡単に追加することができませんでした。AppleBus の開発はネットワーク目的に向け直され、1985 年にAppleTalkシステムとしてリリースされました。これにより、Mac には元々の単一目的のマウスとキーボード ポートが残り、低速デバイスが使用できる汎用システムはなくなりました。[2]
Apple デスクトップバス
Apple Desktop Busを使用した最初のシステムは、1986年のApple II GSでした。これは、 Macintosh IIおよびMacintosh SE以降のすべてのApple Macintoshマシンで使用されました。Apple Desktop Busは、NeXTコンピュータの後継モデルでも使用されました。[3] Apple Desktop Busデバイスの大部分は入力用であり、トラックボール、ジョイスティック、グラフィックタブレットなどのデバイスが含まれます。特殊用途には、ソフトウェア保護ドングルやTelePortモデムなどが含まれます。
USBに移動
Apple Desktop Bus から移行した最初の Macintosh は、 1998 年のiMacで、代わりにUSB を使用しています。Apple Desktop Bus ポートを搭載した最後の Apple コンピュータは、1999 年のPower Macintosh G3 (青と白)です。PowerPC ベースのPowerBookとiBook は、内蔵キーボードとタッチパッドとの内部インターフェイスで Apple Desktop Bus プロトコルをまだ使用していました。後続のモデルでは、USB ベースのトラックパッドを使用しています。
デザイン
物理的な
Apple の工業デザインに関する一般的な哲学に従い、Apple Desktop Bus は、できるだけ簡単に使用できるように設計されており[要出典] 、実装コストも低く抑えられています。 適切なコネクタは、 S-Videoにも使用されている (ただし互換性はありません) 4 ピンのmini-DIN です。 コネクタは小型で、広く入手可能であり、「正しい方法」でのみ挿入できます。 コネクタは所定の位置に固定されませんが、摩擦によるフィットでも、ADB などの軽作業には十分な強度があります。
ADB プロトコルでは、データ用にApple Desktop Busというラベルの付いたピンが 1 つだけ必要です。データ信号は、0を 65 マイクロ秒間ロー、35 μs の間ハイとして送信することでセルフクロッキングされ、1 を送信する場合は逆のタイミングが使用されます。[4]これは、5 V へのプルアップを備えたマルチドロップ オープン コレクタ設計であり、衝突検出を使用してデバイス ID の競合を回避するとともに、ストップ ビットでクロック ストレッチを使用してデバイスがサービス要求を要求していることを示します。[4]他の 2 つのピンは、+5 V 電源とグランドに使用されます。+5 V ピンは少なくとも 500 mA を保証し、デバイスはそれぞれ 100 mA のみを使用する必要があります。ADB には、ホスト コンピュータの電源に直接接続されるPSW (電源スイッチ) ピンも含まれています。これは、ADB ソフトウェアが信号を解釈する必要なく、キーボードのキーを押すだけでマシンを起動できるようにするために含まれています。より現代的な設計では、補助マイクロコントローラが常に実行されているため、標準の USB チャネルを介して電源投入コマンドを使用するのが経済的です。
デコードトランシーバー ASICと関連特許は Apple によって管理されていたため、ベンダーは Apple と協力する必要がありました。Macintosh SE では、Apple Desktop Bus は Apple ブランドのMicrochip PIC16CR54 マイクロコントローラに実装されています。
コミュニケーション
Apple デスクトップ バス システムは、単一の数字 (アドレス)をデコードし、複数の小さなデータ ビット (レジスタ)を保持できるデバイスに基づいています。バス上のすべてのトラフィックは、データの読み取りまたは書き込みのコマンドを送信するホスト コンピュータによって制御されます。デバイスは、コンピュータが最初に要求しない限り、バスを使用することはできません。
これらの要求は、1バイトの文字列の形式をとります。上位 4 ビットには、チェーン上のデバイスの 1 つのアドレス (ID) が含まれます。4 ビットにより、1 つのバスに最大 16 個のデバイスを設定できます。次の 2 ビットは 4 つのコマンドの 1 つを指定し、最後の 2 ビットは 4 つのレジスタの 1 つを示します。コマンドは次のとおりです。
talk- 選択されたデバイスにレジスタの内容をコンピュータに送信するように指示しますlisten- デバイスにレジスタを次の値に設定するよう指示しますflush- 選択したレジスタの内容をクリアするreset- バス上のすべてのデバイスにリセットを指示する
たとえば、マウスがアドレス $D にあることがわかっている場合、コンピューターは次のような 1 バイトのメッセージをバス上に定期的に送信します。
1101 11 00
これは、デバイス $D (1101) が通信 (11) し、レジスタ 0 (00) の内容を返す必要があることを示しています。マウスにとって、これは「最新の位置変更を知らせてください」という意味です。レジスタには 2 ～ 8 バイトを含めることができます。レジスタ 0 は、通常、主要な通信チャネルです。レジスタ 1 と 2 は未定義で、通常はサード パーティの開発者が構成情報を保存できるようにするためのものです。レジスタ 3 には常にデバイス識別情報が含まれます。
列挙と識別
デバイスのアドレスと列挙は、リセット時にデフォルト値に設定されます。たとえば、すべてのキーボードは $2 に設定され、すべてのマウスは $3 に設定されます。マシンの電源が初めてオンになると、ADB デバイス ドライバーは、talkこれらの既知のデフォルト アドレスのそれぞれに対して、レジスタ 3 の内容を順に要求するコマンドを送信します。特定のアドレスから応答がない場合、コンピューターはそのアドレスをデッドとしてマークし、後でポーリングを行いません。
デバイスが応答する場合、ランダムに選択された新しい上位アドレスに移動していることを通知します。次に、コンピューターは、その新しいアドレスに別のコマンドを送信して応答し、デバイスにさらに別の新しいアドレスに移動するように要求します。これが完了すると、そのデバイスはライブとしてマークされ、システムは今後そのデバイスをポーリングし続けます。このようにしてすべてのデバイスが列挙されると、バスは使用できるようになります。
一般的ではありませんでしたが、Apple デスクトップ バスに同じ種類のデバイスを複数接続することは可能です (たとえば、2 つのグラフィック タブレットやソフトウェアコピー保護ドングルなど)。この場合、そのデフォルト アドレスのデバイスを要求すると、両方が応答し、衝突が発生する可能性があります。デバイスには、この問題を回避するためのわずかなタイミングが含まれています。ホストからメッセージを受信した後、デバイスは応答するまでに短いランダムな時間を待機し、バスがビジーでないことを確認するためにバスを「スヌーピング」してから応答します。
たとえば、2 つのドングルが接続されている場合、バスが最初にセットアップされてそのアドレスを照会すると、ランダム待機タイマーにより、そのうちの 1 つが最初に応答します。もう 1 つはバスがビジー状態であることに気付き、応答しません。次に、ホストは元のアドレスに別のメッセージを送信しますが、1 つのデバイスが新しいアドレスに移動したため、もう 1 つのデバイスのみが応答します。このプロセスは、元のアドレスの要求に誰も応答しなくなるまで、つまり列挙するそのタイプのデバイスがなくなるまで続きます。
バス上のデータ レートは理論上 125 kbit/s と高速です。ただし、コンピュータとデバイス間で共有されるピンは 1 つだけなので、実際の速度はせいぜいその半分です。また、システム全体がコンピュータのバス ポーリング速度によって決まるため、実際にはスループットはさらに低くなります。従来の Mac OS は、このタスクに特に適しておらず、バスは 10 kbit/s 程度で停滞することがよくあります。2400 bit/s で動作する初期の Teleport モデムは、Apple Desktop Bus を使用しても問題ありませんが、後期モデルでは速度が 14.4 kbit/s 以上になったため、より高価なRS-422ポートに移行せざるを得ませんでした。
問題
Mini-DIN コネクタは「間違った向き」で差し込むことはできませんが、円形コネクタのカバーの内側を見ないと正しい向きを見つけるのが難しい場合があります。Apple は、コネクタの周りに U 字型の柔らかいプラスチック グリップを使用してプラグとソケットの両方をキーイングし、平らな面がシェルのキー溝と特定の関係になるようにすることで、この問題を解決しようとしましたが、この機能は一部のサードパーティ メーカーによって無視されました。さらに、キーボードなどのデバイスで受信ソケットを向けるには 4 つの方法があり、さまざまな Apple キーボードでは、これらの可能な向きのうち少なくとも 3 つが使用されています。
ミニ DIN コネクタの挿入回数は 400 回までしか許容されておらず、慎重に挿入しないとピンが曲がりやすくなります。また、ソケットが緩んで機能が断続的になる可能性があります。
一部の Apple Desktop Bus デバイスにはパススルー コネクタがないため、わかりにくいスプリッター ユニットなしでは一度に複数のデバイスをデイジー チェーン接続することはできません。マウスやトラックボールにパススルー コネクタが付いているものはほとんどありません。
ADB は、ごく一部のマシンを除いて、ホットスワップするには電気的に安全ではないにもかかわらず、ソフトウェアとハードウェアにホットスワップに必要な基本機能 (最新のバスと同様) がすべて実装されています。実質的にすべてのオリジナルの Apple Desktop Bus システムでは、システムの電源を入れた後にデバイスを接続するのは安全ではありません。これにより、マザーボードにハンダ付けされたヒューズが切れる可能性があります。認定ディーラーに持ち込むと、マザーボードの交換が必要になり、かなりの費用がかかります。より簡単な方法は、わずかな費用でヒューズを入手し、開いたマザーボードのヒューズに並列に配線することです (ハンダ付けは必ずしも必要ではありません)。
特許
- 4,875,158 アシュキン、ピーター B.（カリフォルニア州ロスガトス）、クラーク、マイケル（カリフォルニア州グレンデール）
- 4,910,655 アシュキン、ピーター B.（カリフォルニア州ロスガトス）、クラーク、マイケル（カリフォルニア州グレンデール）
- 4,912,627 アシュキン、ピーター B.（カリフォルニア州ロスガトス）、クラーク、マイケル（カリフォルニア州グレンデール）
- 4,918,598 アシュキン、ピーター B.（カリフォルニア州ロスガトス）、クラーク、マイケル（カリフォルニア州グレンデール）
- 5,128,677 ドノヴァン、ポール M. (カリフォルニア州サンタクララ)、カルーソ、マイケル P. (マサチューセッツ州サドベリー)
- 5,175,750 ドノヴァン、ポール・M（カリフォルニア州サンタクララ）、カルーソ、マイケル・P（マサチューセッツ州サドベリー）
- 5,828,857 スカリーズ; アルバート M. (サンノゼ、カリフォルニア州)
参照
参考文献
- ^ 「ADB - 語られざる物語: 宇宙人が私のマウスを食べてしまった」、ライセンスセクション、2016年12月27日アーカイブ、Wayback Machine ; このページの特許セクションも参照してください。
- ^ ab Oppenheimer, Alan (2004 年 1 月)。「Macintosh ネットワーキングの歴史」。MacWorld Expo。2006年 10 月 16 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「NetBSD/next68k: よくある質問」。2013年10月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年10月25日閲覧。
- ^ ab Apple Computer, Inc (1990)。『Macintosh ファミリーハードウェアガイド、第 2 版』p. 317-320。ISBN 0-201-52405-8。
外部リンク
- ADBマネージャーについて
- ADB プロトコルに関する Apple のドキュメント
- ADB ポートに関する Apple ドキュメント
- ADB デバイスとプロトコルの完全なハードウェア仕様 (Apple の Macintosh ファミリー ハードウェア ガイド)
- ADB デバイス開発に関する Microchip アプリケーション ノート