1.1.3. Классификация аппаратных интерфейсов

В настоящее время не существует достаточно полной объективной классификации интерфейсов. Имеющиеся классификации основываются, как правило, на одном классификационном признаке или же строятся для одного класса интерфейсов. Определённым обобщением этих классификаций является стандарт на классификационные признаки интерфейсов (ГОСТ 26.016-81), включающий четыре признака классификации:

1) способ передачи данных (параллельный, последовательный, параллельно-последовательный);

2) принцип обмена данными (асинхронный, синхронный);

3) режим передачи данных (двусторонняя одновременная передача данных – дуплекс, двусторонняя поочерёдная передача – полудуплекс, односторонняя передача – симплекс);

4) способ соединения компонентов системы (магистральный, радиальный, цепочечный, смешанный).

Указанные признаки позволяют характеризовать только определённые аспекты организации интерфейсов. Более полная характеристика и систематизация интерфейсов могут быть выполнены при условии классификации по нескольким совокупностям признаков: области распространения (функциональному назначению); логической и функциональной организации; физической реализации.

1.1.4. Принцип обмена данными

Цифровые сообщения могут передаваться в последовательной и параллельно-последовательной форме; соответственно, интерфейсы принято делить на последовательные и параллельные.

В последовательном интерфейсе передача данных осуществляется всего по одной линии, хотя общее число линий может быть и больше. В этом случае по дополнительным линиям передаются сигналы синхронизации и управления. Интерфейсы последовательного типа характеризуются относительно небольшими скоростями передачи и низкой стоимостью линии связи. Они могут применяться для подключения низкоскоростных ПУ, расположенных на значительных расстояниях от центрального ядра системы.

В параллельном интерфейсе передача выполняется последовательно квантами, содержащими m бит. Каждый квант передаётся одновременно по m линиям; величина m называется шириной интерфейса и обычно соответствует или кратна байту. Наиболее распространены параллельные интерфейсы, в которых m=8 или m=16. [Для внутренних интерфейсов ширина интерфейса может быть значительно больше].

Разброс параметров среды интерфейса, т.е. его линий и приёмо-передающей аппаратуры, вызывает неодинаковые искажения фронтов и задержки сигналов, передаваемых по разным линиям Л₁ – Л_m. Это означает, что одновременно выданные передатчиком ПРД сигналы на линиях Л₁ – Л_m воспринимаются приёмником ПРМ не одновременно, а в интервале (t₁, t₂) (рис. 1.2). Такое явление называется перекосом информации.

Рис. 1.2. Передача данных при параллельном интерфейсе

В интервале (t₁, t₂) приёмник может воспринять любую кодовую комбинацию {x_i}, где i = (1, m), отличную от комбинации {b_i}, передаваемой устройством ПРД. Для исключения возможности приёма неправильной кодовой комбинации в параллельных интерфейсах вводят дополнительную линию стробирования. Сигнал строба STR, передаваемый по ней, должен поступить в приёмник ПРМ в момент t_STR, соответствующий завершению установления на входах ПРМ состояния {b_i}, т.е. в момент, когда выполняется условие t_STR > t₂. При этом необходимо передать сигнал STR с задержкой относительно момента выдачи информационных сигналов на линиях Л₁ – Л_m, поэтому

t_STR > 2max(∆t_ij) = 2max |t_i – t_j|,

где t_i, t_j – самый ранний и самый поздний моменты поступления сигналов в приёмник по линиям i и j соответственно при одновременной их выдаче передатчиком; ∆t_ij – возможный разброс моментов поступления сигналов по линиям Л₁ – Л_m, а ∆T_STR – по линии строба.

Более удобно пользоваться условной формой временной диаграммы, на которой параллельная передача сигналов по линиям обозначена одной широкой полосой, перекрещивающаяся часть которой соответствует интервалу перекоса (t₁, t₂), строб показывается в виде сигнала идеальной формы в момент завершения интервала перекоса.