Интерфейсы: основные типы и их характеристики
Классификация:
По конфигурации связей между объектами: магистральные, радиальные и др.
По способу передачи информации: параллельные, последовательные и др.
По режиму передачи данных: дуплексный, полудуплексный и симплексный;
По способу обмена: синхронный и асинхронный
Синхронный интерфейс содержит линию тактовых импульсов, синхронно с которыми передаются по своей линии информационные импульсы
Асинхронный интерфейс работает в старт-стопном режиме, т.е передачу информации предваряет признак начала кадра, завершает- признак конца кадра.
Параллельные интерфейсы:
ISA (Industry Standard Architecture, ISA bus) — 8- или 16-разрядная шина ввода/вывода IBM-PC –совместимых компьютеров.
Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъёма на материнской плате.
IBM PC AT включает шины:
- адреса – 24 разряда;
- данных – 16 разрядов;
- Быстродействие 10 Мбайт/с.
Интерфейс МПИ (ГОСТ 26765.51-86) - магистральный, параллельный , полудуплексный, асинхронный при передаче данных и синхронный при передаче адреса - совмещенная мультиплексированная шина адреса и данных.
Последовательные интерфейсы: EIA RS-232-C:
- Несимметричный асинхронно-синхронный интерфейс для двухточечной связи.
- Уровни сигнала -12 В;
- Быстродействие до 115200 бод.
RS-232— в телекоммуникациях, стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом и коммуникационным устройством. Последовательный интерфейс RS-232 - широко используемый в компьютерной технике, промышленной автоматизации для синхронной и асинхронной передачи данных.
Интерфейс RS-232-C соединяет только два устройства и это его недостаток, как и небольшая максимальная протяженность линии (12м).
Последовательные интерфейсы: EIA RS-422:
Симметричный асинхронно-синхронный интерфейс с увеличенной скоростью передачи и расстоянием до абонента. Скорость передачи данных до 10 мегабод для 12-тиметрового кабеля.
RS-422 обеспечивает сбалансированную или дифференциальную однонаправленную нереверсируемую передачу данных по терминированным или нетерминированным линиям, с возможностью соединения "точка-к-точке" или для многоабонентской доставке сообщений.
В отличие от RS-485, который обеспечивает многоточечную структуру, RS-422 не позволяет иметь несколько отправителей, но только несколько получателей.
(на примере, потенциал линии А, потенциал линии В, разность потенциалов линий А и В)
Последовательные интерфейсы: EIA RS-485:
Симметричный асинхронно-синхронный интерфейс для многоточечной связи (до 250 узлов) с увеличенной скоростью передачи и помехоустойчивостью.
В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам. Причем по одному проводу (условно A) идет оригинальный сигнал, а по другому (условно B) - его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе "1", то на другом "0" и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при "1" она положительна, при "0" - отрицательна. Именно разностью потенциалов и передается сигнал.
Для помехоустойчивости используют линии связи в виде перевитой пары проводов.
Последовательные интерфейсы: MIL-STD-1553 (ГОСТ 26765.52-87, ГОСТ Р 52070-2003 )
Магистральный последовательный интерфейс с централизованным управлением и манчестерским кодом.
Особенностью интерфейса является двойная избыточная линия передачи информации, полудуплексный протокол «команда-ответ» и до 31 удалённого абонента (оконечного устройства). Каждая линия управляется своим контроллером канала.
Каждая линия управляется своим контроллером канала. Одна шина состоит из пары проводов с волновым сопротивлением 70-85 Ом при частоте 1 МГц. Принимающее и передающее оконечные устройства подключаются к шине с использованием трансформаторной развязки.
Пропускная способность канала составляет 1 Мбит/с. Допуск на стабильность тактовых импульсов должна быть в пределе 0,01 %.
Последовательные интерфейсы: USB ( Universal Serial Bus)
Последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике.
Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства.
К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств по топологии «звезда».
Последовательные интерфейсы: Ethernét - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.
В качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, витая пара, оптический кабель.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI.