17. Комбинированные интерфейсы. Магистрально-радиальный и магистрально-цепочный интерфейсы. Комбинированные интерфейсы
В комбинированных ИФ используется магистральный принцип параллельной передачи данных, а для ускорения идентификации устройств используются управляющие линии, соединяющие ПУ и ЭВМ по радиальному (магистрально-радиальный ИФ) (рис. 5.4, в кн. 6.4) или по цепочному принципу (магистрально-цепочный ИФ) (рис. 5.5, в кн. 6.5).
Магистрально-радиальный интерфейс
Все виды информации при магистрально-радиальном ИФ передаются по параллельной магистрали, а некоторые линии могут быть радиальными.
Если обмен информацией происходит по инициативе ЭВМ, то
1) ЭВМ по индивидуальной линии передаёт ПУ сигнал разрешения работы;
2) ПУ при помощи коммутатора подключается к магистрали и осуществляет обмен информацией.
Если обмен происходит по инициативе ПУ, то
1
)
хотя все ПУ отключены от магистрали, но
они могут передать по своей линии сигнал
запроса;
2) схема управления принимает запросы и осуществляет арбитраж;
3) арбитр по одной из линий выдаёт сигнал разрешения обмена одному ПУ;
4) ПУ при помощи коммутатора подключается к магистрали и осуществляет обмен.
Примером магистрально-радиального интерфейса может служить шина ISA. На этой шине большинство линий являются магистральными, а некоторые линии – радиальные.
Магистрально-цепочный интерфейс
Все виды информации передаются по общей шине. Адресация организована также как и в магистральной ИФ. Для ускорения идентификации предусмотрена управляющая шина, соединяющая ПУ по цепочному принципу. Эта структура ИФ позволяет строить системы, в которых обмен возможен как между ЭВМ и ПУ, так и между двумя любыми ПУ. Запрашивающее устройство называется ведущим, а второе устройство - ведомым.
Примером может служить шина PCI, которая представляет собой магистрально-радиально-цепочный интерфейс. На этой шине большинство линий являются магистральными, некоторые линии – радиальные, а линии аппаратных прерываний – цепочные. Они соединяют в цепочку PCI-разъемы.
18. Организация последовательных и параллельных интерфейсов. Способы повышения производительности параллельных интерфейсов.
Способ передачи информации означает передачу данных по одиночной или по параллельной линиям. На практике используют последовательный и параллельный способы передачи информации, которые могут осуществляться синхронно или асинхронно. Способ передачи также называется интерфейсом.
В последовательном интерфейсе передача данных осуществляется всего по одной линии, где биты передаются друг за другом по очереди. Дополнительные линии могут использоваться для синхронизации и управления передачей. Интерфейсы последовательного типа характеризуются относительно небольшими скоростями передачи и низкой стоимостью сети связи. Они могут применяться для подключения низкоскоростных ПУ, находящихся на значительном расстоянии от ЭВМ. Примеры: последовательный коммуникационный порт (СОМ-порт), последовательные шины USВ и FireWire, РСI Ехргеss, интерфейсы локальных и глобальных сетей.
В параллельном интерфейсе передача сообщений осуществляется последовательно квантами, содержащими m бит. Каждый квант данных передаётся одновременно по m линиям за один квант времени. Обычно m=8, m=16 или m=32 бит. Для специализированных ЭВМ ширина интерфейса может быть значительно больше. Обычно m кратна байту, за исключением машин теговой архитектуры. Для параллельных ИФ характерна большая пропускная способность, но ПУ можно удалять на незначительные расстояния от ЭВМ. Это связано с таким явлением, как «перекос информации». Примеры: параллельный порт подключения принтера (LРТ-порт, 8 бит), интерфейс АТА/АТАРI (16 бит), SCSI (8 или 16 бит), шина РСI (32 или 64 бита).
На первый взгляд организация параллельного интерфейса проще и нагляднее и этот интерфейс обеспечивает более быструю передачу данных, поскольку биты передаются сразу пачками. Очевидный недостаток параллельного интерфейса — большое количество проводов и контактов разъемов в соединительном кабеле (по крайней мере, по одному на каждый бит). Отсюда громоздкость и дороговизна кабелей и интерфейсных цепей устройств, с которой мирятся ради вожделенной скорости. У последовательного интерфейса приемопередающие узлы функционально сложнее, зато кабели и разъемы гораздо проще и дешевле. Понятно, что на большие расстояния тянуть многопроводные кабели параллельных интерфейсов неразумно (и невозможно), здесь гораздо уместнее последовательные интерфейсы.