19.12.2012 — Лекция №23

Реализована так называемая CR-технология (collision resolution - разрешение/допущение коллизии). Все сигналы от источника делятся на доминантные и рецессивные, т.о не возникает конфликтов в линии связи и больших перетоков м/у одновременно работающими передатчиками. Вторая особенность - высокая надежность, т.к. Применяется 4-хпроводный интерфейс. Максимальная длина ЛС - 1-2 км. Кроме того имеется возможность регулировать ток в линии, в зависимости от уровня помех в канале. Надежность обеспечивается резервированием линии связи. Применяется протокол передачи CanOpen - сперва передается адрес приемника, затем команда, предназначенная приемнику, затем принимается ответ, что приемник активен, затем передаются данные.

RS-485 - это сетевой интерфейс, предназначенный для объединения в информационную сеть микропроцессорных контроллеров на промышленных предприятиях. Максимальная длина сети - 1 км. Сновная особенность - реализован по принципу CD (collision detection - определение коллизии), т.е. Если одновременно 2 передатчика включаются в линию и начинают передавать противоположные сигналы (один - 0, другой -1), то они начинают подавлять друг друга и каждый, контролируя собственную передачу, понимает, что его данные искажены, поэтому он обязан выключиться. Включение на передачу осуществляется ч/з определенную случайную задержку. Сигналы передаются в дифференциальном виде по линиям A и В. Применяется витая пара. Скорость передачи - до 1 МБит/с. Реальная скорость - 100 КБит/с. У RS-485 должны между ЛС стоять резисторы-терминаторы, предназначенные для согласования волнового сопротивления ЛС с нагрузкой (120 Ом).

Технология Ethernet - наиболее перспективная в настоящее время, т.к интерфейс реализован на основе трансформаторной развязки, т.е автоматически реализуется гальваническая изоляция друг от друга, т.о возможно реализовать всемирную сеть. При чем, протоколы передачи данных реализованы по стандарту, а программные приложения применяют единообразную информационную технологию. Благодаря этому реализуется полная платформенная независимость всех устройств, работающий в интернете. Самый растространенный язык программирования в интернете - Java.

Организация режима прямого доступа в память (ПДП - DMA direct memory access).

Это наиболее быстродействующий способ передачи данных, при котором данные передаются м/у внешним устройством и памятью без участия ЦП, при этом функцию управления передачи данных принимает на себя специальная БИС - КПДП (контроллер ПДП). В ее состав входят специальные регистры, которые сохраняют информацию о начальном адресе памяти и размере массива для каждого независимого канала, которые записываются туда в момент инициализации внешних устройств ЭВМ.

Имеется 3 режима реализации ПДП:

1. После запроса внешнего устройства ЦП прекращает свою работу и освобождает шины ЭВМ и контролер ПДП передает весь массив данных м/у памятью и внешним устройством. Достоинство - высокая скорость передачи; недостаток - во время передачи процессор не выполняет своих функций. Такие задержки могут отрицательно влиять на качество работы системы.

2. Процессоро освобождает шины в те моменты, когда выполняются команды с внутренними регистрами микропроцессора. В этот момент контроллер ПДП успеваtn передавать 1 или несколько байтов. Т.о совмещенная работа контроллера ПДП обеспецивает максимальную эффективность работы ЭВМ, однако имеется недостаток такого режима работы - не всегда гарантировано время передачи массива, которое зависит от количества/назначения команд в программе.

3. Применение специальных мощных команд работы с массивами данны, например цепочечные (для работы с цепочками). Благодаря применению таких команд можно осуществлять быструю передачу данных, аналогично ПДП, но под управлением ЦП.

Передача данных в режиме прерывания.

Этот режим используется при работе системы в реальном времени, когда ЭВМ должна реагировать на внешние события путем формирования управляющих воздействия на объекты. Т.е каждое внешнее устройство формирует сигнал "запрос прерывания", который поступает на специальную БИС "контролер прерывания". Контролер прерываний определяет приоритет этого устройства и, если он выше, чем все остальные, то приостанавливает работу текущей программы ЭВМ и передает управление программному модулю, который обрабатывает прерывание внешнего устройства. По окончании управление передается прерванной программе. Т.е прерывание - это выполнение команды call по указанному адресу по тредованию внешнего устройства, а адреса перехода формируются контроллером прерывания. Кроме того имеются простые прерывания и векторные прерывания.

Простые прерывания реализуются путем объединения всех запросов прерывания от всех устройств по схеме ИЛИ и подаче его на единсвенный вход запроса прерывания ЦП, при этом БИС контроллера прерывания не нужен, а программа обработки прерывания опрашивает флаги готовности всех устройств в режиме программно-управляемой передачи данны. Очередность опроса флагов определяет приоритет устройств. Достоинство - простота технической реализации; недостаток - медленная реакция ЭВМ на запрос прерывания.

Для более быстродействующих систем применяется векторное прерывание, при котором каждому внешнему устройству отводится определенный вектор (адрес начала подпрограммы обработчика прерывания). Обычно эти векторы все сгруппированы в начальной области памяти ЭВМ для удобства распределения адресного пространства.

Кроме того имеются одноуровневые и многоуровневые прерывания.

Одноуровневые - прерывание, при котором ЦП не приступает к его обработке до тех пор, пока не закончится обработка предыдущего прерывания.

Многоуровневое (приоритетное) - каждому устройству выделяется определенный приоритет и обработка прерываний происходит в порядке приоритетов. Т.е устройство с высшим приоритетом может прервать обработку прерывания с более низким приоритетом. Это обеспечивает наибольшую эффективность работы системы, т.к роль внешних устройств в системе различна. Высший приоритет отводится:

1. Аварии питания ЭВМ

2. Прерывание от инжинерного пульта управления (Диспетчер задач, например)

3. Быстродействующие устройства

4. Медленнодействующие устройства