НГТУ - Интерфейсы АСОиУ

 







 
 Главная
 Теория
 Практика
 Ссылки
 Гостевая
 Обратная связь

 

 

 

 


 

 




Селекция информационного канала

Селекция, или арбитраж, информационного канала обеспечивает однозначность выполнения процессов взаимодействия сопрягаемых элементов системы посредством приоритетного разрешения внутриорганизационных конфликтов. Наличие конфликтов при доступе к информационному каналу является следствием взаимодействия параллельных процессов, протекающих в системе обработки информации. При взаимодействии устройств, функционирующих параллельно во времени с общим информационным каналом, возможны конфликты двух уровней: при доступе устройства к информационному каналу интерфейса, при доступе одного устройства к другому. Первый уровень определяется занятостью информационного канала, и конфликт разрешается функцией селекции, второй—занятостью устройства, к которому происходит обращение, и конфликт разрешается при координации взаимодействия.

Управление операциями селекции может выполняться  как централизованно, так и децентрализованно. Основным признаком централизованной структуры управления селекцией является в большинстве случаев наличие разомкнутых линий шин передачи управления и прерывания, а также отдельного функционального узла управления операциями селекции— арбитра. В децентрализованной структуре соответствующие линии являются двунаправленными или же замкнутыми однонаправленными, а схема арбитра симметрично распределена по устройствам сопряжения.

Рассмотрим способы централизованной селекции информационной магистрали. На рис. 1,а показан вариант пространственной селекции на основе последовательного адресного сканирования источников запроса. Выбор источника запроса начинается по общему сигналу запроса и выполняется последовательной кодовой адресацией всех подключаемых устройств в соответствии с принятой дисциплиной обслуживания. При обнаружении источника запроса устанавливается сигнал «Занято» и дальнейшая выдача адресов прекращается.

Рис. 1.2. Схемы селекции магистрали централизованной структуры: К — контроллер; ИБ — интерфейсный блок

Основным достоинством этого способа селекции является гибкость в реализации дисциплин обслуживания. Практически при использовании программируемой генерации адресов на основе данного способа можно реализовать любую дисциплину обслуживания. Основным недостатком является низкое быстродействие.

Схема последовательной (цепочечной) селекции, представленная на рис. 1,б, широко распространена в машинных интерфейсах как наиболее простая и достаточно быстродействующая. Поиск источника запроса начинается по сигналу «Запрос». Идентификация наиболее приоритетного устройства выполняется сигналом «Подтверждение», который последовательно проходит через все устройства. Приоритетным в данном случае будет устройство, наиболее близко расположенное к контроллеру. При поступлении сигнала «Подтверждение» в устройство (источник запроса) дальнейшее его прохождение блокируется и устройством выставляется сигнал «Занято». Основными преимуществами последовательного соединения интерфейсных блоков является простота реализации и высокое быстродействие по сравнению с адресным сканированием. Основным недостатком схем селекции на основе последовательного соединения является низкая надежность, в особенности при увеличении длины интерфейсных связей. Поэтому последовательное соединение находит основное применение во внутриблочных интерфейсах.

Аналогично цепочечной схеме функционирует и схема селекции по выделенным линиям (рис. 1.2,в). Отличие ее  от предыдущей заключается в том, что общие линии «Запрос» и «Подтверждение» заменяются системой радиальных линий. Максимальное время занятия информационной магистрали для этого варианта будет меньше, чем для цепочечной структуры, так как сигналы по шинам запроса и подтверждения могут передаваться параллельно. Данный способ характеризуется также гибкостью установления дисциплины обслуживания, поскольку контроллер с помощью масок может установить произвольный приоритет и порядок опроса. Однако это достигается за счет существенного увеличения числа линий и усложнения схемотехнического оборудования.  Для  данного  метода  характерно  ограничение  по числу  подключаемых  устройств (низкая  наращиваемость). Подобный  способ  селекции  используется  в IBM РC – подобной  технике.

Основные варианты реализации схем селекции децентрализованной структуры представлены на рис. 2.

Рис. 2. Схема селекции магистрали децентрализованной структуры.

Характерным признаком децентрализованной  селекции является наличие замкнутых линий запроса и подтверждения. На рис. 1.3,а показан вариант децентрализованной цепочечной структуры, которая может быть получена из централизованной исключением линии «Занято» и замыканием общей линии «Запрос» с линией «Подтверждение». Необходимым условием установления запроса любым устройством является отсутствие входного сигнала подтверждения. При выдаче запроса этот сигнал «дизъюнктивно» формируется на линии и трансформируется в сигнал «Подтверждение», который будет проходить до устройства,   выставившего запрос и находящегося наиболее близко по отношению к  точке  замыкания. 

На рис. 1.3,б показан вариант кольцевой децентрализованной схемы селекции. В варианте используется одна линия, определяющая состояние занятости информационного канала по циркуляции в линии маркерного импульса или серии импульсов. Устройство, запрашивающее шину, не пропускает маркер к следующему устройству, и, таким образом, циркуляция импульсов прекращается. Способ широко распространен в интерфейсах локальных сетей. Основным недостатком способа является низкая помехоустойчивость.

Одним из наиболее перспективных способов селекции для магистральных систем сопряжения является способ параллельного адресного сравнения или же децентрализованного кодового управления (ДКУ), структурная схема которого представлена на рис. 1.3,в.

    Сущность алгоритма ДКУ заключается в параллельном выделении приоритетного кода запроса посредством поразрядного сравнения кодов приоритета в асинхронном режиме одновременно во всех устройствах интерфейса, выставивших запросы. Такое решение использовано, например, в интерфейсных системах Multibus II и Fastbus.

Анализ возможных вариантов реализации способов селекции устройств на информационной магистрали позволяет выделить следующие операции селекции: инициирование запроса, выделение приоритетного запроса, идентификация запроса.

Инициирование запроса включает в себя процедуры выдачи, хранения и восприятия запроса на организацию процесса взаимодействия. В интервале времени занятия информационного канала сигналы запросов Z1 Z2 … Zn-1 Zn  от устройств объединяются «дизъюнктивно» на шине запросов или воспринимаются по отдельным линиям и, таким образом, сохраняются до освобождения информационного канала. Общий сигнал запроса Z формируется в соответствии с условием

Z = V Z i

      i

Сигналы запроса могут храниться в регистре управляющего блока (радиальная структура шины запроса) или на отдельных триггерах каждого интерфейсного блока (магистральная структура шины запроса).

Функция выделения приоритетного запроса для централизованной структуры описывается логическим выражением

Zi = Zb Zr [Z1  V (`Z1 Z2)  VV (`Z1 `Z2 … Zi) V … V (`Z1 `Z2 … `Zn-1 Zn)]

где Zb сигнал занятости информационного канала; Zr сигнал разрешения приоритетного сравнения, обычно Zb = Zr ; n   число уровней приоритета; Zn сигнал запроса наинизшего приоритета.

Для децентрализованной структуры   логическая функция выделения приоритетного запроса записывается следующим образом:

Zi = V Zi  [Z1  V (`Z1 Z2)  V …V (`Z1 `Z2 … Zi) V … V (`Z1 `Z2 … `Zn-1 Zn)

Идентификация запроса заключается в определении адреса приоритетного источника запроса. Операция выдачи приоритетного кода в зависимости от способа выделения приоритетного запроса выполняется параллельно с операцией выделения приоритетного кода (параллельное сравнение) или же последовательно (в структурах с цепочечным соединением устройств интерфейса). Адреса в интерфейсах могут быть заданы позиционным двоичным или унитарным  кодом и передаваться по адресной или информационной шине.

 

Назад

Содержание

Вперед