18. Понятие об интерфейсах связи. Типы интерфейсов.

В общем случае под интерфейсом связи понимают программы и аппаратуру обеспечивающие связь между собой двух и более объектов.

В состав технических средств интерфейса входят электрические линии связи и специальные электронные схемы, которые имеются в каждом объекте и управляют передачей и приёмом сигналов линии связи в соответствии с протоколом обмена.

Для управляющих комплексов различают:

– магистральный;

– радиальный;

– кольцевой;

– комбинированный интерфейс связи.

А) Магистральный.

Характеризуется тем, что все устройства подключены к общей унифицированной шине связи. Структурная схема:

Магистральный интерфейс требует единый протокол обмена и одинаковые аппаратные средства сопряжения с общей шиной. Обмен по интерфейсу идет по принципу активное устройство, пассивное устройство. В один момент времени может быть только одна пара устройств ведущих обмен, при этом пассивное устройство может быть только исполнительным, причем и передачу данных вести только под управлением активного устройства.

В магистральных интерфейсах для запоминающих устройств, контроллеров прерываний и других устройств, имеющих элементы памяти, обычно применяют общее адресное пространство, диапазоны адресов которого переключаются заранее запрогромированным дешифратором адреса.

Магистральный интерфейс обычно содержит 3 шины:

ША – адрес

ШД – данные

ШУ – управление

По шине адреса устанавливается адрес ячейки память устройства с которым производится обмен, а так как адресное пространство едино для всех, то дешифратор адреса автоматически подключает требуемое устройство. По шине данных производится обмен с выбранным устройством.

ШУ используется для определения типа обмена (запись, чтение). Устройства не участвующие в обмене находятся в отключенном состоянии и не участвуют в обмене. На любой сигнал от активного устройства должен быть отклик от пассивного.

Магистральный интерфейс реализует асинхронный принцип обмена, что позволяет соединять устройства с различными скоростями работы и в этом случае скорость обмена будет определяться самым медленным устройством.

Б) Радиальный интерфейс.

Характеризуется тем, что имеется один управляющий модуль к которому по радиальной схеме подключаются управляемые модули.

В этом типе интерфейса управляемые модули не могут напрямую обмениваться информацией, весь обмен через управляющий модуль, при этом обычно линия обмена информации физически состоит из 2-х частей, для приёма и передачи информации, и в этом случае реализуется дуплексный режим обмена информации.

Для радиального типа интерфейса адресное пространство модуля не используется. Обращение модуля идет путем указания его номера.

В) Кольцевой интерфейс.

В интерфейсе кольцевого типа все устройства микропроцессорной системы через специальное устройство связи соединены в схему передачи кольцевой конфигурации сигнала по которому могут передаваться только в одном направлении. Здесь передачу могут вести все устройства одновременно путем добавления к общему потоку информации своих данных. Устройство, которому предназначаются эти данные должно извлечь данные из потока. Если же данные пройдя по кольцу в источник, то приёмник не работает.

Данный тип интерфейса применяется для мобильных систем управления, так как очень прост в реализации и допускает замену одних устройств на другие без перепрограммирования своей системы.

Г) Комбинированный интерфейс.

Сочетает в себе свойства магистрального и радиального интерфейсов. В качестве управления устройством используется центральный процессор, а остальные устройства подключены к нему по двум или более магистральным каналам.

Такая схема интерфейса применяется в том случае, когда в системе имеются устройства существенно различающиеся по скорости своей работы. В этом случае в каждый магистральный канал, включающий только те, скорость которых соизмерима между собой.