6. Организация мультиплексных каналов последовательной передачи информации

В настоящее время все большее распространение получают так называемые децентрализованные структуры обработки информации, или распределенные системы обработки данных, в которых повышение производительности достигается за счет разбиения задач, решаемых системой, на ряд независимых или слабозависимых подзадач, решение которых возлагается на ЭВМ, решаемых непосредственно в местах восприятия и измерения подлежащей обработке информации. В таких системах становится актуальной проблема организации взаимодействия этих функциональных элементов комплекса (включая и ЭВМ) в единой интегрированной системе и особенно организация обмена информацией между элементами.

Организация связей между блоками по принципу «каждый с каждым» на практике приводит к тому, что для функционирования комплекса требуется большое количество кабельных линии связи. Возникают трудности с резервированием «жизненно» важных кабельных линий вследствие их большой массы, особенно на объектах-носителях с ограниченными физическими объемами. Часто измеренную информацию приходится передавать от точек измерения через поворотные контактные устройства (например, от обзорной РЛС), число контактов у которых ограничено по конструктивным соображениям и вследствие малой их надежности. При этом возникают проблемы с резервированием контактов.

В связи с этим в настоящее время получили большое распространение и имеют перспективы развития последовательные интерфейсы связи ЭВМ и внешнего оборудования на основе моноканала с мультиплексированием сообщений или, как их часто называют, мультиплексные каналы информационного обмена (МКИО). Под мультиплексированием понимают поочередный способ передачи сообщений по одному и тому же каналу связи (временное разделение сообщений).

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).

Организация последовательного интерфейса на базе этого стандарта применяется не только в авиации (комп­лексы бортового оборудования самолетов и вертолетов), но и в военно-морском деле, в промышленности, авто­мобилестроении, при создании локальных вычислитель­ных сетей. Принципы организации этого стандарта при­нимаются за основу при разработке новых последова­тельных интерфейсов. При этом имеется в виду сохра­нение основных его положительных качеств (снижение массы соединительных проводов и кабелей; возможность варьирования количества подключаемых функциональ­ных блоков и датчиков; возможность настройки и отра­ботки отдельных функциональных блоков и системы в целом; возможность повышения надежности путем резер­вирования линии; возможность организации иерархиче­ских вычислительных систем и др.). Поэтому рассмотрим более, подробно организацию мультиплексного каната в рамках указанного стандарта.

Мультиплексная линия передачи информации

ОУ 1

ОУ N

Блок сопряжения с МЛПИ

Блок сопряжения с МЛПИ

Контроллер системы обмена

Блок управления

Блок управления

|

|

|

|

|

|

­ ­ ­

Блок сопряжения с подсистемой 1

Блок сопряжения с подсистемой N

Подсистема 1

Подсистема N

­ ­ ­

Рис. 1. Структура системы с МКИО

Общая структура системы с МКИО. Система с МКИО (рис. 1) включает в себя следующие функциональные элементы:

— мультиплексную линию передачи информации (МЛПИ), обеспечивающую передачу информации между функциональными блоками различных назначений;

— оконечные устройства (ОУ), обеспечивающие соп­ряжение МКИО с функциональными подсистемами, фор­мирование необходимых кодов и синхронизацию сообще­ний;

— контроллер системы обмена — устройство, обеспе­чивающее управление передачей информации между всеми функциональными подсистемами комплекса по за­данной программе, а также выполняющее функции конт­роля передач. Для сбора и индикации информации о состоянии МЛПИ в качестве пассивного безадресного устройства к ней может подключаться монитор.