Устройства ввода-вывода УВМ
К унифицированным элементам,
составляющим основу модулей ввода-вывода, относятся:
•типовые элемента корпуса модуля,
•источник питания,
•устройство управления и
•типовой узел связи с магистралью процессора.
Сами специфические преобразующие устройства представляют из себя схемы, построенные на типовых элементах и ЦАП и АЦП.
22
Устройства ввода-вывода УВМ
Важным принципом проектирования устройств ввода-вывода управляющих ЭВМ является максимальное использование стандартных магистралей.
.
23
Устройства ввода-вывода УВМ
Выбор стандартных магистралей производится исходя из следующих характеристик:
1) Комплексная пропускная способность (производительность) магистрали, связанная с информационным потоком, скоростью изменения и объемом обменных сигналов. Недостаточная производительность магистрали процессора может сделать бесполезным повышение производительности самого процессора;
2)Количество абонентов, подключаемых к магистрали;
3)Конструктивные особенности магистрали - длина, мощность сигналов, устойчивость к помехам;
4)Протокол магистрали, определяющий способы взаимодействия процессора с абонентами на магистрали;
5)Потребляемая мощность, габаритно-массовые характеристики интерфейсных устройств.
24
Устройства ввода-вывода УВМ
Стандартные магистрали
Внутриплатные и внутримодульные
Межплатные и внутриблочные
Межблочные
Интерфейсы
распределенных
систем
-Q-bus (ОСТ 11.305.003-80);
-MICROBUS (ОСТ 11.348.91782, К580, К1810);
-ISA, PCI, AMBA … др. магистрали для РС,
-нестандартные.
Внутри платы или между платами в одном модуле
- MULTIBUS (И41, ОСТ 25.968-82, СМ1800, К580, К1800); |
Многопроцессорный |
и |
||
|
|
|
|
|
- UNIBUS (ОШ-СМ, ОСТ 25.798-78, СМ3, СМ4, СМ1300); |
многоконтроллерный обмен, |
связь |
||
- организация взаимодействия модулей в крейтах (VXI, PCX, VME, |
||||
CompactPCI и др.) |
между |
собой |
процессоров, |
ОЗУ, |
|
ПЗУ, |
внешней |
памяти, |
близко |
|
расположенных модулей |
|
||
-МЭК 625-1;
-КАМАК МЭК 552;
-Локальные сети (Ethernet, CAN и др.).
Объединение крейтов, крупных устройств и периферийных подсистем, сложных высокопроизводительных систем - в определенных стойках, конструктивных устройств
-локальных периферийных устройств (ИРПС, ИРПР, токовая петля, V24, МККТТ)
-локальные сети общего назначения (Р-802 и др.);
-системы передачи данных (С1,С2, С2-4, Х 21, Х 25, Х 21бис и др.);
-UART (RS422);
-распределенные системы управления (MIL STD-1553B, MIL STD -1773, CAN, SpaceWare и др.).
Объединение устройств распределенной системы управления
25
МКИО
История создания МКИО
Впервые принципы организации МКИО с программно-управляемыми потоками информации были осуществлены в США для интеграции бортового электронного оборудования, при создании самолетов В-1, F-15, F-16 в начале 70-х годов.
Успешный опыт реализации этих интерфейсов позволил обобщить их в виде стандарта MIL-STD-1553, который был принят в 1973 г., а затем дважды пересмотрен и уточнен (сейчас действует стандарт на МКИО MIL-STD-1553 В и российский стандарт Р52070-2003 ).
26
МКИО
История создания МКИО
Организация последовательного интерфейса на базе этого стандарта применяется не только в ракето- и авиастроении (комплексы бортового оборудования ракет, спутников, самолетов и вертолетов), но и в военно-морском деле, в промышленности, автомобилестроении, при создании локальных вычислительных сетей.
27
МКИО
Общая структура системы с МКИО
Обобщенная структурная схема МКИО показана на
рисунке Мультиплексная линия передачи информации
|
ОУ 1 |
|
Контроллер |
Блок сопряжения |
|
с МЛПИ |
||
системы |
||
Блок управления |
||
обмена |
||
|
... |
|
|
Блок сопряжения |
|
|
с подсистемой 1 |
...
ОУ N
Блок сопряжения с МЛПИ
Блок управления
...
Блок сопряжения с подсистемой N
Подсистема 1 |
... |
Подсистема N |
28
МКИО
Общая структура системы с МКИО
Варианты линий связи МКИО (витая пара,
коаксиальный, оптоволоконный)
Магистральная линия
R |
R |
Ответвитель (шлейф)
ОУ 1 |
... |
ОУ N |
|
|
|
ОУ 1 |
|
ОУ N |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОУ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОУ N |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
29
МКИО
Общая структура системы с МКИО
Два способа подключения абонентов МКИО (прямые связи, трансформаторное подключение)
|
|
|
R0 |
R0 |
R0 |
|
|
R0 |
|
R1 |
R1 ... |
R1 |
R1 |
|
|
|
|
R0 |
R0 |
ОУ 1 |
... |
ОУ N |
... |
|
|
|
|||
|
|
|
... |
|
|
|
ОУ 1 |
... |
ОУ N |
30
|
|
МКИО |
|
|
|
|
|
|
Варианты линейных кодов |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
t |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
е) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
ж) |
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |