21. Интерфейсы мпс: понятие и характеристики. Стандартные интерфейсы мпс.

Объединение модулей МПС в единую систему и взаимодействие МП с внешними устройствами происходит с помощью интерфейса.

Интерфейс – это комплекс линий и шин, сигналов и электронных схем, алгоритмов и программ, обеспечивающих обмен информацией между различными функциональными устройствами МПС и между самими МПС. Интерфейс – понятие обобщающее. Можно выделить:

• логическую среду интерфейса – это правила и алгоритмы обмена (их часто называют протоколами), а также программы, реализующие обмен;

• физическую среду интерфейса – это вид и параметры сигналов;

• конструктивную среду интерфейса – это электронные схемы, вид и количество линий связи, тип электрических разъемов.

Интерфейс выполняет очень важную роль в МПС. Производительность, надежность и эффективность использования МПС определяется не только характеристиками входящих в ее состав устройств, но в очень большой степени характеристиками интерфейсов, связывающих устройства МПС.

Интерфейс должен обеспечить:

• возможность реализовать МПС с различной конфигурацией, т.е. с различным составом устройств; включать в систему новые устройства без каких-либо переделок в аппаратуре, а лишь путем добавления программ, обслуживающих данные устройства;

• возможность эффективной реализации обмена информацией в МПС, содержащей устройства со значительно различающимися скоростями передачи данных, причем в условиях, когда запросы на операции ввода/вывода от внешних устройств поступают в произвольные моменты времени и имеют разную относительную срочность исполнения;

• упрощение и унификацию программирования операций ввода/вывода с исключением необходимости учета особенностей того или иного типа внешнего устройства.

Указанные требования удается реализовать при использовании стандартных интерфейсов МПС.

Стандартный интерфейс – это комплекс унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для взаимодействия различных функциональных устройств (модулей) МПС. Взаимодействие осуществляется с помощью сигналов, передаваемых посредством электрических (или оптических) цепей, называемых линиями интерфейса; набор линий, сгруппированных по функциональному назначению, принято называть шиной интерфейса. Унификация правил взаимодействия направлена на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости. Именно унификация и стандартизация лежит в основе построения интерфейсов.

Информационная совместимость достигается за счет единых требований, предъявляемых к структуре и составу линий интерфейса, алгоритмов взаимодействия, способам кодирования и форматам данных, управляющей и адресной информации, временными соотношениями между сигналами.

Электрическая совместимость означает согласованность параметров электрических и оптических сигналов, передаваемых средой интерфейса, соответствие логических состояний уровням сигналов, способности компонентов и характеристикам используемых линий передачи (длина, допустимая нагрузка и т.д.).

Конструктивная совместимость означает возможность механического соединения электрических цепей, а иногда и механической замены некоторых блоков; этот вид совместимости обеспечивается стандартизацией соединительных элементов (разъемов, штеккеров и т.п.), кабелей, конструкций плат и т.д.

Реализация стандартного интерфейса определяется документом (стандартом), его описывающим. Соблюдение стандарта обеспечивает совместимость изделий разных производителей и гарантирует получение заявленных характеристик интерфейса.

К основным характеристика интерфейса относят: функциональное назначение; тип организации связей; принцип обмена информацией; способ обмена; режим обмена; количество линий интерфейса; число линий для передачи данных; количество адресов; количество команд; быстродействие; длина линий связи; число подключаемых устройств; тип линий связи.

В настоящее время разработано и используется несколько десятков стандартных интерфейсов. Все это разнообразие можно разбить на две группы по выполняемым функциям:

• системные интерфейсы, обеспечивающие сопряжение внутри модулей, между модулями МПС;

• внешние интерфейсы, которые обеспечивают связь МПС с внешними устройствами, а также между самими МПС. Эти интерфейсы часто называют интерфейсами ввода/вывода.