Понятие об интерфейсе Понятие интерфейса. Классификации приборных интерфейсов.

Объединение модулей микропроцессорного устройства в единую систему производится посредством единой системы сопряжения, называемой интерфейсом - (от английского interface - сопрягать, согласовывать). Интерфейс должен обеспечивать

• Простое и быстрое соединение данного устройства с любым другим, имеющим такой же интерфейс;

• Совместную работу устройств без ухудшения их технических характеристик;

• Высокую надежность.

Под стандартным интерфейсом понимается совокупность аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных компонентов в системах и направленные на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости компонентов.

Основными элементами интерфейса являются

• Совокупность правил обмена информации (временные диаграммы и диаграммы состояний сигналов интерфейса).

• Аппаратная реализация (физическая реализация) (контроллеры)

• Программное обеспечение интерфейса (драйверы)

Число интерфейсов, используемых в компьютерной и микропроцессорной технике множество, мы будем говорить о тех, которые используются в измерительных системах на базе универсальных компьютеров для подключения нестандартных блоков устройств сопряжения с объектами измерения и управления (УСО). Все интерфейсы, используемые для этого можно разделить на 5 групп. Примеры интерфейсов, входящих в группы их особенности и характеристики описаны ниже.

• Интерфейсы, используемые для соединения блоков внутри стандартных компьютеров - системные шины. Их примеры - ISA и PCI . Блоки, подключаемые через эти интерфейсы, хорошо программируются стандартными средствами, обеспечивается высокая скорость передачи информации, но механические и электрические ограничения данных интерфейсов могут быть серьезной помехой для реализации некоторых блоков. Неудобно, а зачастую и просто невозможно бывает разместить все блоки внутри стандартного корпуса PC, используя при этом источник питания компьютера.

• Модификации интерфейсов первой группы - PC/104 , MicroPC , CompactPCI, PXI

• Стандартные интерфейсы внешних устройств - RS-232 , Centronics , USB (обычно мало приспособленные для специфики обмена информацией с приборами)

• интерфейсы используемые в локальных (Ethernnet) и глобальных (Internet) компьютерных сетях - протоколы обмена информации по ним отличаются излишней сложностью.

• Специализированные стандартные приборные интерфейсы, - специально разработанные для этих целей- КОП, КАМАК, VMEbus и т.д.

Порядок обмена информации по системной магистрали isa Характеристики системных шин компьютеров

ISA

• Физическая реализация - слот на материнской плате

• Количество подключаемых устройств (разрядов адреса) - 20 разр (1М)

• Количество разрядов данных - 8/16

• Тактовая частота - 8 МГц

• Скорость передачи данных - 8/16 Мбайт/с

• Особенности - относительно низкая скорость, хорошая помехоустойчивость, часто используется как сама, так и в модификациях.

Разработка и примеры построения устройств с этой магистралью - стандарты MicroPC и PC-104.

PCI

• Физическая реализация - слот на материнской плате

• Количество контактов - 188

• Количество разрядов адреса - 32 разр. (4Г)

• Количество разрядов данных - 32/64

• Тактовая частота - 33/66МГц

• Скорость передачи данных - 132/264/528Мбайт/с

• Особенности - высокая скорость, плохая помехоустойчивость поэтому для построения мзмерительных систем и промышленных компьютеров используется все еще относительно редко.

PCMCIA

• Физическая реализация - малогабаритное гнездо 54 х 85 х 3.3 (5-10.5) мм с направляющими для установки

• Количество контактов - 68

• Количество подключаемых устройств (разрядов адреса) - 26 раз.р (64М)

• Количество разрядов данных - 16

• Тактовая частота - 33 МГц

• Скорость передачи данных - 66 Мбайт/c

• Особенности - очень малые габариты, стандарт на малое энергопотребление, используется в миниатюрных системах (стандарт для Notebook и карманных компьютеров).