8.5 Інтерфейс каналу загального користування кзп

КЗП – приладовий інтерфейс, який регламентує правила обміну інформацією між окремими вузлами системи не залежно від типу засобу обчислювальної техніки, що застосовується як ЦМ системи. Будується на базі засобів вимірювальної техніки - окремих приладів, які можуть працювати як автономно, так і в складі системи. Так як пристрої можуть мати різні конструкції і використовувати різноманітну елементну базу, то стандарт регламентує тільки тип роз'єму для об’єднання приладів у систему, а також узгодження рівні напруги, що відповідає логічним «0» та «1». Стандарт дозволяє без додаткових заходів об'єднати в систему до 16 приладів, що знаходяться на відстані не більше ніж на 20 метрів від ЦМ. Ці прилади поділяються на:

• прилади-джерела;

• прилади-приймачі;

• прилади джерела-приймачі;

• контролер.

Даний стандарт базується на магістральному інтерфейсі, до складу якого входять 3 шини з загальною кількість ліній 24 (16 - інформаційних, а 8 - мають нульовий потенціал).

Магістраль поділяється на три шини:

ШД (шина даних). Містить 8 ліній (ЛД0-ЛД7), по яким передаються дані, командні сигнали, сигнали про стан. Для забезпечення захищеності від завад, лінії даної шини, спільно з 8 лініями, які мають нульовий потенціал, утворюють виті пари. У вихідному стані для підвищення завадостійкості на ШД схемним шляхом задається рівень логічної «1».

ШС (шина синхронізації). Містить 3 лінії, які забезпечують синхронізацію при обміні по ШД, погоджуючи тим самим різні швидкодії приладів, що беруть участь в обміні, коли може бути декілька приладів-приймачів і тільки один прилад-джерело. До початку обміну контролер вказує, адресу приладу, який виконує функції джерела, та адресу (адреси) приладу, що буде мати функції приймача. Зміна конфігурації системи згідно до алгоритму роботи системи здійснюється теж під керівництвом контролера. У даному стандарті передбачено, що обмін даними здійснюється за ініціативою приладу-приймача при наявності сигналу про його готовність приймати інформацію.

Перша лінія НГП – не готовий до прийому (NRFD – Not Ready For Data). На цю лінію приймач виставляє сигнал про свій поточний стан. Використовується активний сигнал логічного «0». Приймати дані можуть одразу декілька приладів і вони всі повинні підтвердити свою готовність до прийому, тобто повинна бути реалізована логічна функція співпадання. Лінія ГНП буде знаходиться в «нульовому» стані до тих пір, поки не буде готовий до прийому самий повільний із приладів. Коли згідно поточному алгоритму роботи системи всі прилади будуть готові до прийому, на НГП встановиться рівень напруги, що відповідає логічній «1».

Друга лінія СД – супровід даних (DAV – Data Valid). Ця лінія управляє джерелом, а наявність «1» свідчить про те, що дані виставлені на ШД, тобто вони дійсні і їх можна приймати.

Третя лінія НДП – немає даних прийнятих (NDAC – No Data Aсcepted). Ця лінія зв'язана з приладами-приймачами, і, аналогічно лінії НГП, реалізує схемним шляхом логічну функцію співпадання. Тут також використовується режим активного «0». На лінії встановиться логічна «1» тільки тоді, коли самий повільний приймач закінчить прийом. Така синхронізація обміну носить назву «рукостискання».

ШУ (шина управління). Містить 5 ліній, які управляють обміном даних, командними, керуючими сигналами та сигналами оповіщення.

• Лінія УП – управління (ATN – attention). Цієї лінією управляє контролер, вона є основною, і, коли на ній присутній сигнал, всі модулі знаходяться у стані очікування і сприйняття інформації, а передає тільки контролер.

• Лінія ЗО – запит обслуговування (SRQ – service request). Сигнал на цій лінії з’являється у випадку, коли хоча б один із приладів потребує додаткової інформації або працює в нештатному режимі. Усі прилади рівноправні по відношенню до цієї лінії. Наявність сигналу на цій лінії переводить систему у режим пошуку джерел(а) запиту.

• Лінія ДУ – дистанційне управління (REM – remote enable). Прилади системного управління завжди мають два режими: якщо сигнал на ДУ відсутній, то керуються прилади за допомогою клавіатури (ручне управління). При наявності сигналу управління йде з шини, ручне управління заблоковано.

• Лінія ОИ – очищення інтерфейсу (IFC - interface clear). При появі сигналу на цій лінії система переходить в початковий (вихідний).

• П'ята лінія КП – кінець передачі (EOI - end or identify). Сигнал на цій лінії означає, що передається останнє слово у багатобайтному повідомлені. Одночасна поява сигналів на лініях КП і УП є свідоцтвом того, що здійснюється ідентифікація у режимі паралельного опитування.

Повідомлення, що передаються по шині даних

ШД використовується для передачі командних сигналів, адресних сигналів та сигналів оповіщення. Для ідентифікації повідомлень, що передаються по ШД, служать лінії ЛД6 та ЛД5. При передачі командних повідомлень на ці лінії виставляють «0». Так як команди бувають універсальні та адресні, то додатково використовується лінія ЛД4 (ЛД4 = 1 для універсальних команд, ЛД4 = 0 для адресних). Перелік командних повідомлень табл. 8.3.

Таблиця 8.3 – Перелік командних повідомлень

Коментарій	ЛД6	ЛД5	ЛД4	ЛД3	ЛД2	ЛД1	ЛД0
Універсальні команди	0	0	1	Командні повідомлення
Адресні команди			0
Передача адреси приймача	0	1	Адреса приймача
Розконфігурування (немає приймача)			1	1	1	1	1
Передача адреси джерела	1	0	Адреса джерела
Переконфігурування (немає джерела)			1	1	1	1	1
Розширення первинної Команди	1	1	Вторинна команда

Універсальні команди сприймаються усіма приладами, для цього використовуються лінії ЛД3-ЛД0. При передачі універсальних команд на лінію УП виставляється сигнал. Приклад універсальних команд:

• Відпирання послідовного опитування (SPE);

• Запирання послідовного опитування (SPD);

• Зміна конфігурації паралельного опитування (PPU).

Для реалізації алгоритму роботи системи на кожному циклі по необхідності контролер вказує, який з пристроїв буде джерелом, а який приймачем. Для цього, при наявності сигналів на лінії УП, контролер на лініях ЛД6 та ЛД5 виставляє відповідно табл..8.2 кодову комбінацію, а на лініях ЛД4-ЛД0 – адресу пристрою, який буде виконувати функцію джерела або приймача. Таким чином можна безпосередньо задавати 31 адресу. Адреса 11111 не використовується, при звертанні за цією адресою прилади, які відповідно алгоритму роботи системи виконували функцію джерела або приймача, перестають бути ними. Якщо використовувати вторинні команди, то можна задати 961 адресу, тобто система може мати в своєму складі до 961 пристрою.

Організація послідовного опитування

Послідовне опитування здійснюється за ініціативою приладу. Коли він потребує додаткової інформації або з якої-небудь причини не може виконати приписану йому функцію, то на лінію ЗО (запит обслуговування) – ШУ виставляє сигнал запиту. Контролер при наявності сигналу на лінії ЗО виставляє сигнал на лінію УП та універсальну команду на ШД – «відпирання послідовного опитування». При цьому усі прилади переводяться у режим очікування інформації від контролера. Потім на ШД виставляється адреса передбачуваного джерела запиту. У відповідь прилад, до якого адресується контролер, виставляє на ШД статус-байт.

Якщо на ЛД5 = 1, то це свідчить про те, що даний прилад виставив сигнал запиту. Інші біти цього байту свідчать про «потреби» приладу. Після аналізу статус-байта контролер надсилає приладу-замовнику необхідну йому інформацію, після чого той знімає з лінії ЗО сигнал запиту.

Якщо ж ЛД5 = 0, то контролер переходить до наступного можливого джерела запиту. Можливо одночасний запит на обслуговування від декількох приладів. Виявивши всі джерела запиту і, згідно пріоритету, надіславши їм потрібну інформацію, контролер посилає універсальну команду ЗПО – «запирання послідовного опитування», знімає сигнал з лінії УП, і система переходить до виконання поточного кроку алгоритму, де він був перерваний.

Організація паралельного опитування

У цьому випадку запит про стан здійснюється за ініціативою контролера. До початку роботи системи контролер, при наявності на лінії УП сигналу, передає на ШД адресовану команду «завдання конфігурації паралельного опитування», а потім у вторинній команді «зміст паралельного опитування даного пристрою» вказується по якій лінії ШД адресований прилад повинен сповіщати про свій стан при паралельному опитуванні. Це може бути, наприклад, сигнал аварійного стану, повідомлення про завершення якогось процесу. За кожною лінією ШД закріплений відповідний прилад, тому при паралельного опитуванні можна одночасно встановити стан 8-ми приладів. Для цього контролер виставляє одночасно сигнал на лінії УП та КП, реалізувавши інтерфейсну функцію «паралельне опитування».

Алгоритм обміну даними

Прилад-джерело підготовлює байт даних і перевіряє стан ліній НГП та НДП, наявність сигналу на яких вказує на готовність приладів-приймачів до сприйняття байту даних. Переконавшись у готовності приймачів, прилад-джерело виставляє дані на ШД, а потім, з часовою затримкою на перехідні процеси у ШД, виставляє сигнал на лінію СД, підтверджуючи, що дані дійсні і їх можна приймати.

Як тільки на лінії СД з'являється сигнал, приймачі починають зі своєю швидкодією приймати дані, виставляючи на лінію НГП активний «0», який вказує, що вони зайняті прийомом даних. По мірі прийняття даних прилад виставляє сигнал логічної «1» на лінію НДП, але на цій лінії з'явиться сигнал підтвердження прийому тільки тоді, коли самий повільний прилад закінчить прийняття даних.

Коли на лінії НДП з'являється сигнал підтвердження прийому, джерело знімає сигнал з лінії СД, показуючи, що дані недійсні. Після цього прилади-приймачі зі своєю швидкістю виставляють сигнал підтвердження готовності до прийому наступного байта. На лінії НГП з'явиться сигнал тільки після готовності до прийому самого повільного з приладів. У відповідь прилад-джерело виставляє на ШД наступний байт.