НГТУ - Интерфейсы АСОиУ

 







 
 Главная
 Теория
 Практика
 Ссылки
 Гостевая
 Обратная связь

 

 

 

 


 

 




Структурная организация интерфейсов

Составными физическими элементами связей интерфейса являются электрические цепи, называемые линиями интерфейса. Различают  одно-  и двунаправленные линии.  Если  на линии  работает только один  передатчик, линия  считается  однонаправленной, в этом  случае  используется  традиционное схемотехническое решение приемопередающих  узлов – один источник сигнала подключен  к  нескольким  приемникам.  В случае двунаправленных  линий  количество  передающих  устройств  на линии  больше  одного, и  это требует  применения  в передающих  устройствах  специальных решений – выходные  каскады  с высокоимпедансным  состоянием (т. н. «третье» состояние),  с  открытым  коллектором, с открытым  стоком.  При этом  средства  управления  интерфейсом  должны  «регулировать»  активность  передающих  устройств  таким  образом,  чтобы  в каждый  момент  времени  передачу  вело только  одно  устройство. 

Часть линий, сгруппированных по функциональному назначению, называется шиной, а вся совокупность линий—магистралью, В системе шин интерфейсов условно можно выделить две магистрали: информационного канала и управления информационным каналом.

 По информационной магистрали передаются коды данных, адресов, команд и состояний устройств. Аналогичные наименования присваиваются соответствующим шинам интерфейса.

Коды данных представляют информацию о процессах, протекающих в ВС. Обычно в машинных интерфейсах используется двоичное кодирование в формате машинного кода. Линии  ШД обычно  нумеруются  DATXX, где ХХ – двоичный  вес линии. Т.е. по линии  DAT00  передается  младший  разряд  машинного слова, по линии DAT01 – разряд  с весом 2**1 и т.д.

Коды адресов предназначены для выборки в магистрали устройств, узлов устройства, ячеек памяти. Обычно для адресации используется позиционный двоичный код (двоичный  номер объекта), однако нередко применяется и кодирование, при котором каждому устройству выделяется отдельная линия адреса. Примером реализации такой системы адресации является интерфейс КАМАК

Коды команд используются для управления функционированием устройств и обеспечения сопряжения между ними. В стандартах на интерфейс регламентируется минимально необходимый набор команд, который может быть расширен пользователем за счет резервных полей в кодах. По функциональному назначению различают адресные команды управления обменом информации между устройствами, команды изменения состояния и режимов работы. К наиболее распространенным командам относятся: «Чтение», «Запись», «Конец передачи», «Запуск».

Коды состояния представляют собой сообщения, описывающие состояния устройств сопряжения. Коды формируются в ответ на действия команд или являются отображением состояний функционирования устройства, таких как «Занятость устройства», «Наличие ошибки», «Готовность устройства» к приему или передаче информации и т. п.

В большинстве случаев коды данных, адресов, команд и состояний передаются по шинам интерфейса с разделением времени за счет мультиплексирования шин. Это достигается введением дополнительных линий для обозначения типа передаваемой информации, называемых линиями идентификации. Их применение позволяет существенно сократить общее число линий информационной магистрали интерфейса, однако при этом происходит снижение быстродействия передачи информации.

Магистраль управления информационным каналом по своему функциональному назначению делится на ряд шин:

управления обменом,

 передачи управления,

 прерывания,

 специальных управляющих сигналов.

Шина управления обменом включает в себя линии синхронизации передачи информации. В зависимости от принятого принципа обмена (асинхронного, синхронного) число линий может изменяться от одной до трех. Асинхронная передача происходит при условии подтверждения приемником готовности к приему и завершается подтверждением о приеме данных. При синхронной передаче темп выдачи и приема данных задается регулярной последовательностью сигналов. Линии шины управления обменом в случае двунаправленной информационной магистрали выполняются, как правило, двунаправленными.

Шина передачи управления выполняет операции приоритетного занятия магистрали информационного канала. Наличие этой шины определяется тем, что взаимодействие в большинстве интерфейсов выполняется по принципу «ведущий-ведомый» («задатчик-исполнитель»), при котором «ведущее» устройство может брать управление шиной на себя в определенные моменты времени. При наличии в системе нескольких устройств, способных выполнять функции «ведущего», возникает проблема приоритетного распределения ресурсов шины (арбитража). Состав и конфигурация линий этой шины зависят от структуры управления интерфейсом. Различают децентрализованную и централизованную структуры. В интерфейсах, предназначенных для объединения только двух устройств (соединение типа «точка-точка»), шина передачи управления отсутствует.

Шина прерывания применяется в основном в машинных интерфейсах ЭВМ и программно-модульных систем. Основная ее функция — идентификация устройства, запрашивающего сеанс обмена информацией. Идентификация состоит в определении контроллером (процессором) исходной информации о запрашиваемом устройстве. В качестве информации об устройстве используется адрес источника прерывания либо адрес программы обслуживания прерывания (вектор прерывания).

Шина специальных управляющих сигналов включает в себя линии, предназначенные для обеспечения работоспособности и повышения надежности устройств интерфейса. К этим линиям относятся: линии питания, контроля источника питания, тактирующих импульсов, защиты памяти, общего сброса, контроля информации и т. п.

В соответствии с существующим стандартом  структуры связей интерфейсов подразделяются на следующие классы: магистральную; радиальную; цепочечную и смешанную (комбинированную). Тем не менее такое разделение не позволяет дать детального представления о пространственном размещении функциональных устройств и устройств сопряжения, а также о возможностях взаимосвязи этих устройств, т. е. их связности. Связность линии определяет возможность двустороннего или одностороннего направления передачи сигналов, т. е. передачи в прямом и обратном направлениях. Для однонаправленных линий связи возрастает пропускная способность информационной магистрали, упрощаются приемопередающие элементы и улучшается согласование линий. Однако применение однонаправленных линий приводит к увеличению общего числа линий.

 

Назад

Содержание

Вперед