9.2. Методы передачи информации между устройствами

вычислительной системы.

В микропроцессорных системах используются два основных метода передачи дискретной информации: синхронный и асинхронный.

Рассмотрим эти методы сначала для случая последовательной, а затем параллельной передачи кода.

При синхронном методе передающее устройство У₁ устанавливает на вы-

У₁

У₂

Л₀

ходе дискретный сигнал (0 или 1) и поддерживает его в течение заранее определённого промежутка времени.

По истечении этого промежутка времени состояние

сигнала на передающей стороне может быть изменено. При этом считается, что сигнал принят.

0

1

Период синхронной передачи  должен быть не меньше

Л₀

Т

максимального времени Т передачи сигнала, которое скла-

Т

дывается из времени распространения сигнала по линии Л₀, а также времени распознавания и фиксации сигнала в регистре приёмного устройства У₂.

При асинхронном методе устройство У₁ устанавливает соответствующее передаваемому коду состояние сигнала на линии Л₀.

Л₀

Устройство У₂ после фиксации этой информации из-

У₁

У₂

Л₁

вещает об этом устройство У₁ изменением состояния сиг-

нала на линии Л₁. Передающее устройство, получив сигнал о приёме, снимает передаваемый сигнал, а приёмное устройство, в ответ, снимает сигнал подтверждения.

Для периода асинхронной передачи должно выполняться условие  2t, где t – время передачи нового состояния сигнала в один конец линии связи.

Время Т приходится выбирать, исходя из максимально возможных расстояний между устройствами и наихудших условий передачи.

Время же t зависит от характеристик конкретной линии связи и конкретных устройств, участвующих в передаче.

Поэтому обычно время 2t значительно меньше времени Т.

При передаче параллельного кода сигналы поступят в приёмное устройство в разное время из-за разброса параметров цепей, формирующих сигналы, и линий интерфейса.

По этой причине синхронная передача параллельного кода осуществляется со стробированием, а асинхронная - с квитированием (подтверждением).

При стробировании информация передаётся по линиям Л₁, …, Л_n в интер-

вале времени, когда

Л₁

Л₁… Л_n

сигнал на линии Л₀

У₁

У₂

Л_n

Л₀

Л₀

Т

Т

₀ Т

'  0

соответствует 1. В противном слу- чае сигналы на ли- ниях Л₁, …, Л_n не имеют смысла.

Для гарантированной передачи данных по линиям Л₁,…, Л_n передаваемый код устанавливается как минимум на время Т раньше, чем появляется единичный сигнал на линии Л₀.

Снятие сигналов с линий Л₁,…, Л_n может закончиться на время Т позже времени установления нулевого состояния на линии Л₀.

Следовательно, период передачи определяется равенством  = ₀ + 2Т + '.

Передача со стробированием используется главным образом для пересылок информации внутри устройства, например между регистрами.

П

У₁

У₂

Л₁

Л_n

Л₀

Л₁… Л_n

Л₀

Т

Т

₀ 2t

'  0

ри передаче с квитированием фронт сигнала на линии Л₀ извещает устройство У₂, что устройство У₁ подготовило передаваемую информацию на ли- ниях Л₁,…, Л_n. Фронт сигнала на линии Л_n+1 извещает устройство У₁, что уст- ройство У₂ приняло ин- формацию.

Л_n+1

Л_n+1

t

t

t

Восприняв извеща- ющий сигнал, устрой- ство У₁ снимает инфор- мацию с линий Л₁,…, Л_n и гасит сигнал на линии Л₀.

Срез сигнала на этой линии оповещает устройство У₂ об окончании передачи данных.

В ответ устройство У₂ гасит сигнал на линии Л_n+1, срез которого извещает устройство У₁ о готовности устройства У₂ к приёму следующей порции данных.

Период передачи данных при использовании квитирования определяется формулой, аналогичной предыдущему случаю. Однако следует помнить, что, как правило, время 2t значительно меньше времени Т.

Передача с квитированием обычно используется, когда приёмное устройство не всегда готово к приёму информации (например, занято выполнением других операций).

При последовательной передаче кода кроме основных методов возможен асинхронно-синхронный метод.

В этом случае передающее устройство сообщает приёмнику, что в течение заранее определённого промежутка времени после фиксации извещающего сигнала поступит заранее определённое число бит информации.

При этом передача осуществляется либо со стробированием, либо стартстопным способом.

Стартстопный способ требует одной линии интерфей

Сначала передаётся сигнал "старт",

фронт которого извещает приёмник о начале передачи.

Затем передаётся определённое число бит информации.

Сигнал "стоп" извещает приёмник об окончании передачи.

9.3. Основные структуры систем ввода-вывода.

Принципы построения и структуры систем ввода-вывода определяются разнообразием и числом периферийных устройств в составе вычислительной системы, а также интенсивностью операций ввода-вывода.

Можно выделить два характерных принципа построения и соответствую-щие структуры систем ввода-вывода: с одним общим интерфейсом и с множеством интерфейсов и каналами (процессорами) ввода-вывода.