Приложение б

ОПИСАНИЕ ИНТЕРФЕЙСОВ

Интерфейс И-41 предназначен для построения компьютерных систем. Он обеспечивает программный обмен данными одного или нескольких процессоров с запоминающими устройствами и с контроллерами ввода-вывода, прямой доступ к памяти (ПДП) и генерацию прерываний. Интерфейс использует два независимых адресных пространства (памяти и ввода-вывода) и обеспечивает прямую адресацию до 16 Мбайт памяти с использованием 24-разрядного адреса, а также до 64 Кбайт портов ввода-вывода (ПВВ) с использованием 16-разрядного адреса. В циклах обращения к памяти и в циклах ввода-вывода возможны 8- и 16-разрядные передачи данных.

Логическая организация интерфейса И-41 реализована следующим образом. Интерфейс основывается на принципе "задатчик – исполнитель", имеет асинхронный протокол, мультипроцессорные возможности, раздельные шины адреса и данных. Наименования и назначение сигналов и линий интерфейса приведены в таблице Б.1.

Функциональная организация интерфейса И-41 реализована следующим образом. В И-41 выполняются четыре типа операций передачи данных: чтение из ЗУ или ПВВ, запись в ЗУ или ПВВ. При передаче данных устройство, инициализирующее обмен, подключает адрес ЗУ или ПВВ к линиям адреса, при записи одновременно подключаются данные к линиям данных. Затем формируется соответствующий управляющий сигнал чтения или записи, который воспринимается адресуемым устройством. Это устройство принимает или выдает данные на линию данных и формирует сигнал подтверждения передачи, сигнализируя о выполнении операции. После этого устройство - инициатор обмена отключается от линий магистрали и вслед за ним отключается исполнитель.

Для управления передачей данных используются сигналы: признак двухбайтовой передачи BHE и младший разряд адреса.

Линии INT0...INT7 используются для передачи сигналов от источников на контроллеры прерываний.

Сигналы и операции аварии в системе электропитания не входят в обязательный состав интерфейса И-41. Однако в интерфейсе предусмотрен набор сигналов для обработки аварийных ситуаций, а также некоторые дополнительные логические сигналы. Наименование, обозначение и назначение этих сигналов приведены в таблице Б.2.

Физическая реализация интерфейса И-41 представляется следующим образом. Магистраль интерфейса представляет собой совокупность сигнальных проводников, соединяющих подмножество контактов соединителей на объединительной печатной плате. В каждом месте объединительной платы, предназначенном для установки модуля, имеется по два 96-контактных соединителя Р1 и Р2 (розетки). В качестве соединителей в различных модификациях могут использоваться соединители МЭК 603-2 с шагом 2,54 мм или СНП-59 с шагом 2,5 мм. Распределение сигналов по контактам соединителя Р1, который является основным, показано в таблице Б.3.

Примечание. РП - резервное питание; БП - батарейное питание.

Сигналы на интерфейсе имеют стандартные ТТЛ - уровни и могут формироваться шинными формирователями серий К155 и К531, а также интерфейсными шинными формирователями серий К580 и К1810. Нагрузочная способность передатчиков составляет 16...32 мА.

Интерфейс ИРПР - интерфейс для радиального подключения устройств с параллельной передачей информации предназначен для реализации сопряжения УВВ общего назначения (старт-стоповых, синхронных, с буфером или без буфера) в мини- и микроЭВМ. Интерфейс ИРПР обеспечивает единые способы обмена информацией для различных УВВ при работе с контроллером, при непосредственном соединении двух УВВ, удаленных друг от друга на расстояние до 15 м. Состав линий связи ИРПР приведен в таблице Б.4.

В организации обмена в простейшем случае участвуют источник (И) и приемник (П). Устройство, реализующее функции И и П, использует два набора линий связи. Назначение линий связи группы управления ИРПР приведено в таблице Б.5.

В устройствах может быть использовано меньшее число разрядов данных. Контрольные разряды КР0 и КР1 являются необязательными и определяются для каждого конкретного устройства. Эти разряды дополняют соответствующий байт до нечетности.

Обмен данными осуществляется в жестко обусловленном режиме "запрос-ответ". Все сигналы определяются на стороне устройства - задатчика. Устройство-исполнитель компенсирует разницу в задержке принимаемых сигналов.

Электрические характеристики, сигналы на линиях соответствуют ТТЛ-уровню, используемая логика - отрицательная; передатчик - интегральная микросхема с открытым коллектором, с допустимым током нагрузки не менее 40 мА; приемник - интегральная микросхема с входным током не более 1,6 мА; линии связи однонаправленные с волновым сопротивлением кабеля 110+20 Ом; согласование с волновым сопротивлением кабеля обеспечивается на входе приемника.

Таблица Б.1 - Линии интерфейса И-41

Наименование	Обозначение	Назначение
Управление
Синхронизация магистрали	BCLK	Для схем приоритетного арбитража
Постоянная синхронизация	CCLK	Для системных модулей
Запись в память	MWTC	Признак выдачи адреса и данных для записи в память
Чтение из памяти	MRDC	Признак выдачи адреса для считывания данных из памяти
Запись в порт	IOWC	Признак выдачи адреса и данных для записи в ПВВ
Чтение из порта	IORC	Признак выдачи адреса для считывания из ПВВ
Подтверждение передачи	XACK	Признак завершения операции чтения или записи
Начальная установка	INIT	Установка в исходное состояние
Блокировка	LOCK	Признак захвата порта памяти или ПВВ и блокировки обращений от других портов
Адрес и запрет
Адрес	ADR0 ...ADR17	Выбор исполнителя
Разрешение старшего байта	BHE	Указание о двухбайтовой передаче
Запрет обращения	INX1,INX2	Признаки операций запрета обращений по адресам ОЗУ, ПЗУ
Данные
Данные	DAT0...DATF	Передача и прием данных
Прерывание
Запросы прерывания	INT0...INT7	Передача от ПУ запроса соответствующего уровня приоритета

Продолжение таблицы Б.1

Наименование	Обозначение	Назначение
Подтверждение прерывания	INTA	Признак выдачи сигналов каскадирования в адресные шины для считывания байта вектора прерывания
Смена задатчика
Запрос магистрали	BREQ	Признак того, что задатчик требует управления магистралью
Вход разрешения приоритета	BPRN	Передача данному задатчику разрешения управления магистралью
Выход разрешения приоритета	BPRO	Передача через задатчик разрешения управления магистралью
Занятость магистрали	BUSY	Указание другим задатчикам
Общий запрос магистрали	CBRQ	Указание текущему задатчику, что другому требуется магистраль
Питание
Основное питание	+5 +12 -12	Восемь шин питания Две шины питания Две шины питания
Основная земля	GND	Восемь шин земли

Таблица Б.2 - Обработка аварии питания и вспомогательные сигналы

Наименование	Обозначение	Назначение
	ACLO	Признак аварийного снижения напряжения сети
Неисправность электропитания	PFSN	Идентификация неисправности системы электропитания
Сброс сигнала неисправности электропитания	PFSR	Сброс идентификатора неисправности системы электропитания
Прерывание по неисправности электропитания	PFIN	Передача запроса при неисправности электропитания

Продолжение таблицы Б.2

Наименование	Обозначение	Назначение
Разрешение приема адреса	ALE	Строб приема адреса
Останов	HALT	Идентификация состояния останова микропроцессора
Ожидание	WAIT	Идентификация состояния ожидания микропроцессора
Вспомогательный сброс	AUX RESET	Запуск при восстановлении электропитания
Четность	PAR1, PAR2	Дополнение до четности байтов данных

Таблица Б.3 - Назначение контактов соединителя Р1 интерфейса И-41

Контакт	Цепи
	С	В	А
1	BCLK	INIT	Земля
2	BPRN	BPRO	Земля
3	BUSY	BREQ	Земля
4	MRDC	MWTC	Земля
5	IORC	IOWC
6	XACK	INH1	+5В
7	LOCK	INH2	+5В
8	+5В	+5В	+5В
9	BHEN	ADR10
10	CBRQ	ADR11	-12B
11	CCLK	ADR12	-12B
12	INTA	ADR13
13	INT6	INT7	БП(+12В)
14	INT4	INT5	БП(+12В)
15	INT2	INT3
16	INT0	INT1	РП
17	ADRE	ADRF	РП
18	ADRC	ADRD	Земля
19	ADRA	ADRB	Земля
20	ADR8	ADR9	Земля
21	ADR6	ADR7	Земля
22	ADR4	ADR5	Земля
23	ADR2	ADR3	Земля
24	ADR0	ADR1	Земля

Продолжение таблицы Б.3

Контакт	Цепи
	С	В	А
25	DATE	DATF	Земля
26	DATC	DATD	Земля
27	DATA	DATB	Земля
28	DAT8	DAT9	РП(+24В)
30	DAT4	DAT5	+12B
31	DAT2	DAT3	+12B
32	DAT0	DAT1	+12B

Таблица Б.4 - Линии интерфейса ИРПР

Наименование	Обозначение		Направление
	Русское	Международное
Экран	Э	S	-
Нуль	ОВ	Z	-
Готовность источника	ГИ	SO	От И к П
Готовность приемника	ГП	AO	От П к И
Строб источника	СТР	SC	От И к П
Запрос приемника	ЗП	AC	От П к И
Данные (D0…D7)	Д0…Д7	D0…D7	От И к П
Контрольный разряд младшего байта	КР0	DP0	От И к П
Данные (D0…D15)	Д8…Д15	D8…D15	От И к П
Контрольный разряд старшего байта	КР1	DP1	От И к П
Состояние приемника	СП1…СП8	A1…A8	От П к И
Состояние источника	СИ1…СИ8	S1…S8	От И к П

В качестве кабеля связи используется плоский кабель, а также витые пары, обеспечивающие необходимое волновое сопротивление.

Пример физической реализации приемника: К555ТЛ2, резисторы согласования на +5В - 150 Ом, на 0В - 390 Ом. Тип соединителя от контроллера определяется соответствующим комплексом. Рекомендуется в УВВ использовать вилку типа СНП 59-96/94Х11В-23-2-1-В Ке0.364.048 ТУ с распределением контактов в соответствии с таблицей Б.6.

Интерфейс ИРПР-М – это ИРПР - модифицированный - обеспечивает радиальное подключение в основном печатающих устройств и других устройств с параллельной передачей информации к техническим средствам с микропроцессорным управлением. Международным аналогом ИРПР-М является широко распространенный в ПЭВМ интерфейс Centronics. Передача данных осуществляется между одним И и одним контроллером. Набор линий (сигналов) сопряжения, разделенных на три группы (заземления и питания, управления, информационные), приведены в таблице Б.7.

Таблица Б.5 - Назначение сигналов управления ИРПР

Обозначение	Назначение
	Лог.1	Лог.0
ГИ	И работоспособен и готов к передаче информации под управлением СТР и ЗП. Переход ГИ из лог.1 в лог.0 происходит при СТР=0	И неработоспособен и состояние других линий игнорируется
ГП	П работоспособен и готов к приему информации под управлением СТР и ЗП. Переход ГП из лог.1 в лог.0 происходит при ЗП=0	П неработоспособен и состояние других линий игнорируется
СТР	Данные действительны при ЗП=1	Данные могут быть недействительны
ЗП	П запрашивает новую информацию от И	П не готов к приему ново- го слова, но принял пре- дыдущее, если оно было

Устройства или контроллеры, совмещающие функции И и П, используют два набора линий связи ИРПР-М.

Рассмотрим функциональную организацию и назначение сигналов.

"Строб": при лог.0/1 - данные действительны/недействительны. Длительность импульса с лог.0 - не менее 0,5 мкс.

"Данные": высокому/низкому уровню соответствует лог.1/0. Комбинации сигналов на линиях данных соответствует код графического символа или код функции, и на них не накладываются ограничения. Для конкретных устройств допускается использование меньшего числа разрядов.

"Подтверждение": лог.1/0 означает, что приемник готов/не готов к приему данных, но принял предыдущие данные. Продолжительность импульса ПТВ с лог.0 должна быть в диапазоне от 2,5 до 5,0 мкс.

"Занят": лог.1/0 означает, что приемник не может/может принимать данные. Приемник может быть занят в случаях ввода данных, состояния "ошибки", состояния заполненного буфера и других случаях, оговариваемых для конкретных устройств.

Таблица Б.6 - Назначение контактов соединителя СНП 59-96/94 при реализации ИРПР

Сигнал	Контакт
От источника	Ряд В
Д0-И…Д7-И	9,11,13,15,17,19,21,23
Д8-И…Д15-И	8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22
КР1-И, КР0-И	24, 25
ГП-И, ГИ-И	1, 3
ЗП-И, СТР-И	5, 7
СИ1-И (СП1-И)…СИ8-И (СП8-И)	27, 29, 31, 26, 28, 30, 4, 6
От приемника	Ряд С
Д0-П…Д7-П	10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24
Д8-П…Д15-П	9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23
КР1-П, КР0-П	25, 26
ГП-П, ГИ-П	2, 4
ЗП-П, СТР-П	6, 8
СП1 (СИ1-П)…СП-8 (СИ8-П)	28, 30, 32, 27, 29, 31, 5, 7
Земля	Ряд А
0В	1..32

Выбор": лог.1/0 означает, что П не выбран/выбран и не будет/будет принимать информацию с линий данных.

Линия "Экран" обеспечивает защиту от помех передаваемых сигналов и соединяется с металлическим корпусом устройства непосредственно через резистор с электрическим сопротивлением 100 Ом.

К сигналам "Состояние" относятся различные сигналы от И к П, а также от П к И. Сигналы являются асинхронными.

"Конец бумаги": лог.1/0 означает отсутствие/наличие бумажного носителя данных. Сигнал является асинхронным.

"Готовность приемника": лог.1/0 означает, что приемник неработоспособен/работоспособен и не готов/готов принимать данные. В случае готовности на линии ЗАН высокий уровень.

Таблица Б.7 - Линии интерфейса ИРПР-М

Наименование	Обозначение		Направление
	международное	русское
Линии заземления и питания
Нуль	0 V	0 В	-
Экран	CG	Э	-
Питание	+5 V	+ 5 В	-
Линии управления
Готовность приемника	SLCT	ГП	От П к И
Строб	-STROBE	-СТР	От И к П
Подтверждение	-ACKWLG	-ПТВ	От П к И
Занят	BUSY	ЗАН	От П к И
Сброс	-INIT	-СБР	От И к П
Выбор	-SLCTIN	-ВЫБОР	От И к П
Ошибка	-ERROR	-ОШ	От П к И
Конец бумаги	-PE	-КБМ	От П к И
Автоматический перевод строки	-AVTOFD	-АПС	От И к П
Информационные линии
Данные (1…8)	D0…D7	Д1…Д8	-
Состояние(1…8)	STATE	С1…С8	-

"Сброс": лог.1/0 не вызывает/вызывает установку П в исходное состояние. Продолжительность сигнала при лог.0 - не менее 2,5 мкс.

"Ошибка": лог.1/0 означает, что в П нет/имеется состояние ошибки. Состояние ошибки в П может быть вызвано отсутствием бумаги, внешней остановкой двигателя или другим состоянием, специально оговоренным для конкретного устройства. Сигнал ошибки является асинхронным.

"Автоматический перевод строки": лог.1/0 означает, что П не выполняет/выполняет самостоятельный перевод бумаги на одну строку по окончании печати. Сигнал является асинхронным.

Обмен данными осуществляется с помощью сигналов СТР и ПТВ с использованием сигнала ЗАН в режиме "запрос-ответ". И может передавать по линии СТР - импульс с лог.0 только после того, как П передал по линии ПТВ импульс с лог.0 и на ПТВ вновь установлен уровень лог.1.

Временная диаграмма при обмене данными приведена на рисунке Б.1.

Все сигналы определяются на стороне И. П на своей стороне компенсирует разброс на линиях информации. Данные на входе И считаются действительными после того, как на входе П сигнал СТР принял значение лог.0.

ПТВ	2,5…5 мкс
ЗАН
Д1…Д8	Данные
-СТР

0.5 мкс 0.5 мкс 0.5 мкс

Рисунок Б.1 - Обмен данными в ИРПР-М

Физическая реализация представляется следующим образом. Рекомендуемые 37-контактные соединители розеточного (гнездового) типа используются для соединения контроллера с устройствами, для которых допускаются розеточные 25-контактные соединители. Распределение сигналов по контактам соединителей приведено в таблице Б.8.

При использовании ленточного кабеля следует обеспечивать согласование с его волновым сопротивлением. При использовании стандартных интегральных микросхем типа К555, К155 длина кабеля - не более 1,8 м.

Примечание. Через косую линию дан обратный провод ленточного кабеля; рекомендуемый 36-контактный основной соединитель - типа AMPHENOL; 25-контактный соединитель - типа СМ1(Болгария), РВТ (ГДР), CANON; 37-контактный соединитель - типа 881 RACK (CPP).

Таблица Б.8 - Распределение сигналов ИРПР-М по контактам соединителей

Сигнал	Число контактов соединителя
	36	37	25
-СТР	1/19	1/20	1
Д1…Д8	2/20…9/27	2/21…9/28	2..9
-ПТВ	10/28	10/29	10
ЗАН	11/29	11/30	11
-КБМ	12	12	12
ГП	13	13	13
-АПС	14	14	14
0 В	16	16	-
Э	17	17	-
+5 В	18	18	-
-СБР	31/30	32/31	15
-ОШ	32	33	16
-ВЫБОР	36	37	17
С1…С8	15, 33, 34, 35	15, 21,35,36	-
0В	19…30	20…31	18…25

Интерфейс ИРПС - это интерфейс для передачи информации между устройствами с радиальной последовательной связью (ИРПС) - обеспечивает единые способы обмена информацией для различных УВВ (старт-стопных, с буфером или без буфера) при работе с контроллером, при непосредственном соединении двух УВВ или двух контроллеров. Интерфейс обеспечивает асинхронную передачу постоянным током (токовая петля) по 4-проводной дуплексной связи.

Цепи интерфейса приведены в таблице Б.9.

Примечание. Знаки "+", "-" обозначают направление тока в петле. Сигналы в цепи 1 возникают в источнике и проходят к приемнику. Цепи 1,2 в интервале между передаваемыми знаками или словами находятся в состоянии 1. Состояние 1 или 0 должно удерживается в течение целого интервала сигнала. В случае, если устройство предназначено только для приема, цепь 1 остается разомкнутой.

Цепь 3 в состоянии 1/0 указывает готовность/неготовность приемника (УВВ) к приему новой информации.

Формат передаваемой информации (в битах) следующий: старт- 1; передаваемые данные- 5, 7 или 8; четность - 1 или отсутствует; стоп - 1, 5 или 2.

Таблица Б.9

Номер	Наименование	Обозначение	Направление
1	Передаваемые данные	ПД+/ПД-	От И к П/от П к И
2	Принимаемые данные	ПрД+/ПрД-	От П к И/от И к П
3	Готовность приемника (необязательная цепь)	ГП+/ГП-	От П к И/от И к П

Физическая реализация представлена следующим образом. В активном/пассивном режиме цепи реализованы так, чтобы они питались от передатчика/приемника. Для двух вариантов ИРПС имеем:

Состояние Ток, мА

40-миллиамперная токовая петля - лог.1/0 30...50/5...10

20-миллиамперная токовая петля - лог.1/0 15...25/0...3

Любая схема на приемной стороне рассчитана на исключение повреждения при замыкании проводников в цепи.

Оконечные устройства имеют гальваническое разделение, осуществляемое со стороны цепи, которая не питается током.

Максимальная длительность фронтов сигналов в конце линии, нагруженной на характеристическое сопротивление, не превышает 50 мкс. Цепи обеспечивают передачу сигналов со скоростью 9600 бит/с на расстояние от 0 до 500 м. При передаче на большие расстояния пропорционально понижается скорость передачи.

Крутизна фронтов сигналов, измеряемых на выходных зажимах передатчика, нагруженного сопротивлением 100 Ом, не более 1мкс.

Схема источника сигнального тока выполняется так, чтобы отключение нагрузки и короткое замыкание выходных зажимов или одного из них на землю не приводили к ее повреждению. Любое включение на приемной стороне выполняется так, чтобы при длительной нагрузке максимально допустимым током цепи оно не приводило к повреждению приемника.

Параметры приемника следующие: падение напряжения, измеряемое на входных зажимах приемника, в состоянии 1 в цепи - не более 5 В для телетайпа и 2,5 В для других устройств; входная емкость - менее 10 нФ; приемник работает независимо от крутизны фронтов в диапазоне 0...50 мкс.

Цепи выполняются витой парой. Типы применяемых разъема и кабеля не регламентируются, по своим параметрам они должны удовлетворять вышеприведенным требованиям.

Интерфейс типа RS-232C является наиболее широко применяемым для синхронной и асинхронной связи при двухточечном и многоточечном соединении ПУ в полудуплексном и дуплексном режимах обмена. Его отечественным аналогом является стык С2.

Скорости передачи данных составляют от 50 до 19200 бит/с. При передаче используются уровни сигналов 12 В. Основные цепи модификации интерфейса типа С2 приведены в таблице Б.10.

В режиме "нуль-модем", широко применяемом на практике в качестве варианта подключения, цепи контроллера и ПУ соединяются следующим образом:

Цепь контроллера Цепь ПУ

103 - "Передаваемые данные" 104 - "Принимаемые данные"

105 - "Запрос передачи" 106 - "Готов к передаче"

Стыковка устройств, использующих интерфейсы ИРПС и С2, между собой осуществляется через достаточно простой адаптер.

Таблица Б.10 - Цепи стыка С2

Наименование цепи	Номер цепи	Номер контакта
Заземление
Экран	101	1
Лог.0	102	7
Данные
Передаваемые данные	103	2
Принимаемые данные	104	3
Управление
Запрос передачи	105	4
Готов к передаче	106	5
Передатчик готов	107	6
Приемник готов	108.2	20
Детектор принимаемого канала данных	109	8
Индикатор вызова	125	22

Интерфейс типа С2-ИС является развитием С2 для высокоскоростной передачи данных на более далекое расстояние. В стандарте определены параметры симметричных (аналогично стандарту RS-422) и несимметричных цепей (аналогично стандарту RS-423) стыка. По топологии, стоимости, гибкости, общим техническим требованиям и обеспечению средствами программирования С2-ИС эквивалентен С2.

Для симметричных цепей обеспечивается максимальная скорость до 10 Мбит/с на расстояние до 15 м и максимальное расстояние до 1200 м для скорости передачи до 90 Кбит/с, а для несимметричных цепей - соответственно 100 Кбит/с на расстояние до 15 м и расстояние 1200 м для скорости 1 Кбит/с.

Электрические характеристики интерфейса рассчитаны на совместное использование симметричных и несимметричных цепей в одном интерфейсе. Длина соединительного кабеля ограничивается характеристиками несимметричных цепей.