25 Сентября 2012г.

Организация линий интерфейса.

Внешние устройства различают по способу передачи информации; способу подключения друг к другу;

По передаче данных различают параллельные, последовательные и последовательно-параллельные; также синхронные и асинхронные.

Параллельные интерфейсы позволяют передавать всю информацию по многопроводной линии. Последовательные служат для последовательной передачи информации по двухпроводной линии. Последовательно-параллельные позволяют передавать часть информации параллельно, а часть последовательно.

Обычно последовательный интерфейс используется для подключения удаленных периферийных устройств. Параллельные интерфейсы позволяют повысить быстродействие передачи данных, но аппаратно-затратные.

Кроме того, при параллельной передаче информации возникают искажения, т.е. неодновременное поступление сигналов на приемное устройство, обусловленное разбросом параметров линии передачи и формирующих схем.

Чтобы избавиться от искажения сигнала, возникающего при параллельной передаче данных, используется синхронизация, т.е. стробирование. Сигнал строба передается по дополнительной линии с некоторой задержкой.

В случае синхронного интерфейса передающее устройство передает сигнал на своей линии и поддерживает сигнал на них в течении заранее установленного интервала. За это время приемное устройство должно передать сигнал, и приготовится к приему следующего блока.

При асинхронном интерфейсе синхронизация передатчика и приемника осуществляется только на один цикл приема-передачи. Для этого используется либо специальное обращение каждого передаваемого слова стартовым и стоповыми сигналами, либо реализацией схемы запрос-ответ посредством синхронных линий. В этом случае передающее устройство может выдавать следующий квант информации после получения от приемного устройства подтверждения о завершении приема предыдущего кванта.

Это подтверждение часто называют сигналом-квитанцией, а саму передачу передачей-квитированием.

При асинхронном интерфейсе интервал времени, в течении которого передающее устройство должно поддерживать на своих выходных линиях передаваемый сигнал, определяется длительностью распределения сигнала в двух направлениях по линиям запроса и ответа и длительностью приема информации в приемном устройстве.

Передача сигнала в обратном направлении приводит к дополнительным затратам времени. Однако, при передаче квитированием интерфейс как бы подстраивается под конкретное приемное устройство. Его реальное быстродействие может оказаться выше чем у синхронного, рассчитанное на самое медленное и удаленное из подключенных к нему устройств.

Асинхронный интерфейс обеспечивает большую надежность передачи информации за счет сигнала-квитанции, что особенно важно при установлении связи. Кроме того, он представляет возможность получения информации о состоянии устройства. Это дает возможность сравнить и организовать автономную работу внешних устройств. Сигнал кветирования может одновременно выполнять функции строба при обратной, параллельной передаче информации от приемника к передатчику.

По способу подключения устройств друг к другу различают радиальные, магистральные, цепочные, комбинированные.

В радиальных интерфейсах используются индивидуальные для переферийных устройств линии, которые используются для передачи данных только между этими устройствами.

Все операции по управлению коммутациям возлагаются на устройство управления: специальные интерфейсные блоки, по одному для каждой периферии. В свою очередь каждый интерфейсный блок содержит свой собственный буферный данных, регистр адреса и регистр признака готовности периферийных устройств. Все периферийные устройства работают независимо друг от друга, и могут передавать информацию в любой момент, когда свободен буферный регистр данных соответствующего блока. Очередность приема информации из буферов определяет устройство управления. Структура радиального интерфейса позволяет сравнительно просто приспосабливать различные периферийные устройства к требованиям интерфейса, что особенно важно при наличии большого числа разноправных и простых устройств.

Магистральные интерфейсы.

В магистральных интерфейсах используются коллективные линии для всех периферийных устройств на основе разделения времени. Сигнал на любой линии становится доступным сразу всем устройствам. Для организации обмена между центральными и периферийными устройствами периферийные устройства должны содержать схемы выделения адреса (номер) и коммутации. Всем периферийным устройствам присвоены адреса, которые фиксируются в виде собственного адреса на специальном регистре, находящемся в периферийном устройстве. Эта запись производится при подключении периферийных устройств. Адреса периферийных устройств одной магистрали не повторяются. Если сообщения передаются из устройства управления на периферийные устройства, то сначала передается адрес периферийного устройства. Каждое периферийное устройство производит сравнение передаваемого и собственного адреса. При их совпадении выдается сигнал готовности периферийного устройства к приему. Эту процедуру называют адресацией. Другие периферийные устройства сообщения принимать не будут. Если сообщение должно быть передано от периферийного устройства к устройству управления, то в начале должна быть исключена возможность использования магистрали другими автономными устройствами. Каждое периферийное устройство имеет право выставлять на одну коллективную линию сигнал запроса на обслуживание. Устройство управление, получив сигнал запроса, должно определить, какое устройство подало запрос, и последовательно провести адресацию всей периферии. Разрешение на передачу получает та периферия, которая готова к работе, выставила сигнал запроса, и первой опознала свой адрес.

При этом дальнейшее формирование адресов периферии прекращается до завершения передачи сообщения. При магистральной структуре передачи адреса и данных уходит мало времени, т.к. сигналы доступны сразу всем устройствам, но процедура опроса занимает много времени, т.к. требует последовательного перебора всех устройств.