НГТУ - Интерфейсы АСОиУ

 







 
 Главная
 Теория
 Практика
 Ссылки
 Гостевая
 Обратная связь

 

 

 

 


 

 




Функция синхронизации

Синхронизация определяет согласование процессов взаимодействия между функциональными устройствами системы. Рассмотрим особенности выполнения процессов взаимодействия составных элементов системы.

Два или более процесса являются синхронными, если смены состояний этих процессов взаимонезависимы и выполняются через одинаковые фиксированные интервалы времени. Взаимодействие функциональных устройств при этом рассматривается как совокупность процессов передачи информации источником и приема этой информации одним или несколькими приемниками. Синхронизация процесса взаимодействия заключается в том, что интервал времени смены состояния процесса передачи заведомо не может быть меньше самого длительного интервала времени изменения состояния процесса приема.

Два или более процесса являются асинхронными, если смены состояний этих процессов взаимозависимы, а время изменения состояния одного процесса определяется временем смены состояния другого процесса. При асинхронном взаимодействии между процессами передачи и приема существует отношение предшествования. Асинхронный принцип не означает, что синхронизация отсутствует, при асинхронном  принципе период синхронизации является переменным, а при синхронном этот период постоянен и определяется частотой работы самого медленного устройства.

Реализация асинхронных процессов взаимодействия основывается на принципе обратной связи, которая может быть однопроводной и двухпроводной. Процессы взаимодействия интерфейсных блоков образуют иерархическую структуру. Уровни иерархии процессов взаимодействия соответствуют иерархии структурных элементов информации, передаваемой между устройствами системы. Процессам взаимодействия различных уровней иерархии соответствуют различные операции синхронизации. Можно выделить три процесса синхронизации передачи: битов слова, слов и массивов слов.

Синхронизация битов слова выполняется при параллельной передаче многоразрядных кодов. Ее необходимость обусловливается переходными процессами установления сигналов в линиях информационного канала из-за разброса параметрических характеристик приемопередающих элементов линий связи. Если известен разброс времени переходного процесса установления сигнала в одной линии информационной шины, то совокупность переходных процессов в каждой линии процесса передачи слова информации по отношению к процессу приема можно представить как совокупность детерминированных процессов. Процесс приема передаваемого слова синхронизируется специальным стробирующим сигналом от источника данных или приемника, выдаваемым с фиксированной задержкой по отношению к моменту выдачи всех разрядов кода слова. Время задержки

t = max{ t1,t1} - min{ t1,t1}

где    {t1,t1}  длительность переходного процесса формирования синхронизирующего импульса (строба) определяется источником информации или  внутренним  тактирующим генератором приемника (рис. 1).

Рис. 1. Временная диаграмма синхронизации передачи битов слова: СИ – синхронизация  источника.

Рис. 2. Временная диаграмма синхронизации   передачи слов без обратной связи:

ШД — шина данных;  СИ — синхронизация источника

Синхронизация передачи слова определяет такие технические характеристики интерфейса, как возможность взаимодействия одного источника с несколькими приемниками, максимальная скорость передачи и допускаемая длина линий связи. На этом уровне используются два основных способа синхронизации передачи: без обратной связи и с обратной связью (рис. 2, 3).

Схема синхронизации без обратной связи выполняется на основе одного общего или отдельных тактирующих генераторов высокой стабильности. Необходимым условием реализации способа является наличие отдельной линии стробирования. Способ используется в основном в последовательных интерфейсах с побитным принципом передачи. Основной недостаток синхронного способа заключается в том, что скорость выдачи данных источником не может быть больше скорости приема этих данных самым медленнодействующим приемником. Этот недостаток может быть исключен благодаря применению в интерфейсных блоках модульных буферных ЗУ, например, со стековым механизмом записи и считывания.

Способы технической реализации обратной связи в схемах синхронизации можно разделить: по характеру сигналов стробирования и обратной связи на импульсные (рис. 2, а) и потенциальные (рис. 2,б,в); по числу контуров обратной связи на однопроводные (рис. 2,а,б), двухпроводные (рис. 2,в).

Рис. 3. Временные диаграммы синхронизации передачи слов с обратной связью: СИ — синхронизация источника;  ГП — готовность приемника; ДП — данные; приняты; ШД — шина    данных;

Применение обратной связи позволяет гибко адаптироваться к изменению скорости передачи информации и наиболее полно использовать пропускную способность информационного канала, который в асинхронном режиме функционирует с быстродействием, максимальным для каждого устройства системы. Основными недостатками асинхронного способа по сравнению с синхронным являются в ряде случаев более низкая скорость передачи и необходимость введения дополнительных линий обратной связи. Важным качеством синхронизации с обратной связью является возможность одновременной передачи информации от одного источника к нескольким приемникам. Число необходимых линий синхронизации для выполнения данной функции зависит от наличия в устройствах интерфейса буферных регистров. При их наличии достаточна          однопроводная обратная связь.

При отсутствии буферных регистров используется двухпроводная обратная связь. Сигнал на второй линии обратной связи (в данном случае сигнал ДП) выполняет функции сигнализации окончания приема слова данных и формируется аналогично сигналу на линии обратной связи для однопроводного варианта. Подобный способ синхронизации принят в интерфейсе IEC 625-1.

Синхронизация передачи массива слов является процессом синхронизации верхнего уровня. Процессы передачи массива могут быть детерминированными или стохастическими. К детерминированным относятся процессы передачи массива слов фиксированной длины (от одного до нескольких тысяч слов за сеанс связи), к стохастическим— переменной длины. В первом случае используется синхронный принцип сигнализации окончания процесса взаимодействия, во втором — асинхронный.

 

Назад

Содержание

Вперед