1.2. Типы межмодульных связей.
Применение МП немыслимо без различных блоков и устройств, являющихся для него внешними: ПЗУ, ОЗУ, пульт управления, средства отображения информации, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), аналого-цифровые преобразователи (АЦП), принтеры, датчики, исполнительные устройства и прочие модули. Подсоединение ВУ обеспечивается определенной структурой соединений – межмодульными связями.
|
|
|
|
а) | |
|
| |
|
б) |
в) |
Рис.6
Различают следующие типы межмодульных связей.
Магистральный - модуль ВУ через свой блок сопряжения непосредственно подключается к магистрали (рис.6а). К достоинствам такого типа можно отнести независимость ВУ друг от друга, простоту проектирования блока сопряжения, высокую скорость обмена. К недостаткам – каждый ВУ имеет свой блок сопряжения. Данный тип связи применяется при небольшом количестве однородных (например, по быстродействию) ВУ и/или высокой нагрузочной способности магистрали.
Магистрально-радиальный – несколько модулей подключаются к магистрали через общий блок сопряжения, взаимодействуя с ним через раздельные каналы связи (см. рис.6б). Достоинства: один блок сопряжения на все ВУ. Недостатки: сложность проектирования блока сопряжения, множество связей между ВУ и БС, более медленный обмен информацией с магистралью.
Каскадно-магистральный (рис.6в). В этом случае для взаимодействия с внешними устройствами организуется дополнительная магистраль через блок сопряжения (БСмаг), управляющий обменом информацией через нее, который поэтому является контроллером. Внешние устройства подсоединяются к этой магистрали любым типом межмодульных связей. Таким образом, данный тип межмодульной связи является рекурсивно повторяемым, что позволяет организовать каскады магистралей. Основная магистраль системы, связывающая МП с остальными элементами, носит название системной, а магистраль в каскаде – внешней. Например, в персональных компьютерах к таким магистралям относятся:
видеомагистрали типа AGP, PCIext (соединяющие мониторы через свои блоки сопряжения – видеокарты);
магистрали IDE, SCSI, SATA (обеспечивающие сопряжение внешних накопителей информации – винчестеры, CD-RW, ZIP-накопители и др. – с системой);
магистрали ISA, VESA, PCI, позволяющие подсоединять к компьютеру любые высокоскоростные внешние устройства;
магистраль ИРПР (LPT) – служит для сопряжения принтеров и других медленных ВУ (например, контроллеров технологических установок);
и т.д.
1.3. Функции средств сопряжения.
При проектировании блоков сопряжения существуют следующие трудности:
сложность интерфейсных функций, обусловленных большим разнообразием ВУ и их возможных состояний;
нехватка контактов и потребляемой мощности БИС, на которых они реализуются.
Перечислим функции, возлагаемые на блоки сопряжения.
Дешифрация (расшифровка) адреса ВУ и, при необходимости, кода команды ВУ.
Согласование информационных сигналов по формату и электрическим параметрам.
Организация промежуточного хранения информации, предназначенной для вывода (ввода) на (из) ВУ, если в последней отсутствует своя память. Эта необходимость возникает потому, что, как мы видели раньше, обмен информацией между элементами по магистрали поочереден, динамичен и не может быть длительно удержан на ней.
Согласование модулей конструктивно: конструкция ВУ и его разъемов должна соответствовать ответной части конструкции системы (на персональных ЭВМ – системного блока).
Организация (или реализация) взаимодействия между ВУ и системой при различных способах организации связи – системе действий элементов при взаимодействии с друг другом.
Так как проектирование системы есть проектирование блоков сопряжения, рассмотрим ниже последовательно, как проектируются блоки сопряжения для различных типов ВУ.