Основні технічні характеристики інтерфейсів ПП

Основні технічні характеристики інтерфейсів ПП:

1) Найвагомішою характеристикою є продуктивність інтерфейсу або швидкість обміну даними в установленому режимі. Вона визначається за кількістю даних переданих за 1 часу.

2) Кількість периферійних пристроїв, які можуть бути в периферійній підсистемі на основі цього інтерфейсу. Це від 2 пристроїв до декількох тисяч.

3) Максимальна відстань між найбільш віддаленими пристроями інтерфейсної підсистеми.

Характеристики класифікатори інтерфейсів ПП:

На теперішній час немає стандартизованого підходу до класифікацій інтерфейсів ПП. Найпоширенішими є підходи за функціональними ознаками із використанням відповідних класифікаційних ознак. Сюди можна віднести 4 класифікаційні ознаки:

1. За способом з’єднання компонентів. Тут виділяють такі класи:

А) Радіальні інтерфейси

Б) магістральні

В) ланцюгові

Г) змішані

1. За способом обміну даними:

А) послідовні інтерфейси, у яких за 1 такт в 1 напрямі передається тільки 1 біт даних.

Б) паралельні інтерфейси, у яких за 1 такт в 1 напрямі може передаватися 2 або більше біт даних. Найчастіше використовуються 1 та 2-х байтові інтерфейси ПП.

1. За режимом обміну даними:

А) симплексний інтерфейс, у якому застосовується однобічний обмін даними, тобто один із пристроїв завжди є передавачем, та інші приймачами.

Б) дуплексні інтерфейси, у яких застосовується одночасний двобічний (двохсторонній) обмін даними. В таких інтерфейсах дані можуть передаватися в обох напрямках через різні лінії зв’язку.

В) Напівдуплексний інтерфейс, в якому забезпечується почерговий двобічний обмін даними, тобто дані передаються через одні і ті самі лінії зв’язку в різні моменти часу у так званому “режимі розподілу часу”.

1. За способом синхронізації обміну даними:

А) Асинхронні інтерфейси, у яких обмін даними синхронізується із використанням керуючих сигналів типу запит-відповідь, або із використанням спеціальних старт-стоп сигналів при обміні невеликими порціями даних.

Б) синхронні інтерфейси, у яких застосовується спеціальні синхронізуючі сигнали при передаванні великих порцій інформації та великих повідомлень.

Застосування цих характеристик класифікаторів забезпечує можливість дати характеристику основним особливостям інтерфейсу.

ІПП ІВМ360\370

Це перший стандартизований інтерфейс ПП, який був застосований у масово серійних комп’ютерах фірми ІВМ.

ІПП ІВМ360\370 - це магістральний, паралельний, дуплексний, асинхронний інтерфейс. Магістраль цього інтерфейсу включає 2 шини:

1. Інформаційну
2. Управління

На магістралі можуть взаємодіяти канал обміну інформацією та периферійні пристрої, які в даному інтерфейсі називається абонентами.

На магістралі може бути до 2048 абонентів. Основне управління магістраллю здійснюється каналом. В свою чергу канал управляється центральним процесором, який і контролює його стан, його працездатність. На магістралі інформаційна шина ділиться на 2 групи:

1. Підшина каналу, через яку інформація передається від каналу до абонентів.
2. Підшина абонентів, через яку інформація передається від абонентів до каналу.

Кожна із підшин має 16 основних ліній зв’язку, та 2 додаткові лінії зв’язку для побайтового контролю на непарність. Отже загальна кількість ліній зв’язку 36 ліній зв’язку. Таким чином інтерфейс забезпечує паралельний дуплексний обмін інформацією. Під інформацією тут розуміють адреси абонентів, команди, дані, інформацію про стан абонентів.

Взаємодія між каналом та абонентами може відбуватися у 2-х режимах:

1. Монопольний режим – коли до магістралі в певний момент часу логічно підключений тільки 1 абонент, канал реалізовує із ним обмін даними а потім логічно від’єднує абонента від магістралі.
2. Мультиплексний режим – коли до магістралі може бути логічно під’єднані декілька абонентів і канал в режимі розподілу часу реалізовує із ними обмін невеликими порціями даних.

Інтерфейс передбачає використання 2-х типів каналів введення\виведення:

1. Селекторний канал – який реалізовує тільки монопольний режим обміну.Кращі взірці селекторних каналів забезпечували швидкість обміну на рівні 16МБ\сек.
2. Мультиплексорний канал – який реалізовує як мультиплетний так і монопольний режими обміну. Кращі взірці мультиплексорних каналів реалізовували швидкість обміну 12МБ\сек.

Для периферійної підсистеми розроблена система команд, за якою можна було складати програми обміну. Програма обміну формувалася в основній пам’яті. Центральний процесор спеціальною командою ініціював роботу каналу введення\виведення у якій в цій команді вказувалася початкова комірка( адреса) програми введення\виведення. При нормальній взаємодії коли канал був вільним від роботи він передавав процесору сигнал відповідь про отримання команди пуску каналу і дальше канал працював за програмою обміну незалежно від центрального процесора. Таким чином в цьому інтерфейсі у цих комп’ютерах була реалізована паралельна робота центрального процесора та каналу введення\виведення що підвищувало загальну продуктивність комп’ютера. На магістралі було реалізована система виборки абонентів коли на інформаційну шину поступав код номера абонента який мав бути логічно підключеним до магістралі. У кожного із абонентів був фіксовано запрограмований код його номеру. При співпадінні коду від каналу на магістралі із власним номером абоненту, він логічно підключався до магістралі, а по підшині абоненту передавав до каналу свій номер. Канал відповідно порівнював переданий код та прийнятий від абонента що виключало помилкове під’єднання абонента до магістралі. Інтерфейс також включав засоби контролю правильності функціонування магістралі, контролював часові інтервали взаємодії, що забезпечувало як високу продуктивність інтерфейсу так і високі показники надійності переферійної підсистеми. Для реалізації електричної сумісності були стандартизовані вимоги до електричних сигналів для магістральних передавачів та магістральних приймачів. В якості лінії зв’язку були рекомендовані коаксіальні мікрокабелі із хвильовим опором біля 75 Ом.

Для конструктивної сумісності були рекомендовані типи з’єднувачів та фіксоване підведення центральних жил коаксіальних кабелів та їх екранів на певні контакти з’єднувачів.

Максимальна відстань між пристроями могла досягати 50 м., була передбачена можливість збільшення максимальної відстані до 100 м. при застосуванні магістральних ретрансляторів електричних сигналів.

Цей інтерфейс започаткував застосування та основні принципи побудови високопродуктивних інтерфейсів периферійних пристроїв для комп’ютерних систем.

Інтерфейс загальна шина фірми DEC(ЗШ ф. DEC):

Це магістральний, паралельний, напівдуплексний асинхронний інтерфейс. Цей інтерфейс був розроблений фірмою DEC разом із іншими провідними комп’ютерними фірмами для комп’ютерів меншої продуктивності чим ІВМ 360\370. Інтерфейс передбачав під’єднання до загальної магістралі різних пристроїв комп’ютера в тому числі периферійних пристроїв. Інтерфейс передбачав підключення пристроїв до загальної магістралі невеликими під’єднаннями теоретична кількість пристроїв на магістралі не обмежувалась, однак практично існували обмеження через навантажувальні здатності магістральних передавачів (шинних формувачів) і для даного інтерфейсу рекламувалась 20 пристроїв на магістралі.

Структурна схема з’єднання пристроїв даного пристрою показана на рисунку 1:

АРБ

ПРЦ

МОП

ША

ШД ЗМ

ШУ

КВВ	…	КВВ
ПП

ПП

ПРЦ – цетральний процесор, із схемою арбітражу АРБ

МОП – модулі основної памяті

КВВ – канали чи контролери введення\виведення

ПП – пиреферійні пристрої

ЗМ – загальна магістраль, яка включає шину адрес (ША), Шину даних (ШД), шину управління (ШУ)

Ця схема є класичною для магістральних паралельних напівдуплексних інтерфейсів.

Шина даних включає 16 основних ліній зв’язку, та 2 додаткові лінії зв’язку для побайтового контролю на непарність.

Шина адрес має 18 основних ліній зв’язку , що забезпечує адресне поле в 256 кілоадрес, а також 6 додаткових ліній зв’язку для сторінкової організації памяті.

Таким чином цей інтерфейс забезпечує можливість паралельного двобаштового обміну інформацією. На магістралі в певний момент часу може взаємодіяти тільки 2 пристрої. Інші знаходяться в режимі очікування. Один із цих пристроїв управляє магістраллю (його називають замовником обміну або активним пристроєм). Другий виконує інструкції замовника (його називають виконавцем або пасивним пристроєм). Модулі основної памяті завжди є пасивними пристроями. Оскільки на магістралі завжди є декілька активних пристроїв то може бути ситуація коли декілька із них захочуть керувати магістраллю (захочуть захопити магістраль) Для усунення конфліктних ситуацій що до захоплення магістралі в інтерфейсі застосовані засоби арбітражу. Для цього використовуються спеціальні сигнали в управління та апаратні засоби в центральному процесорі та активних пристроях, які під’єднані до магістралі.

Основні технічні характеристики інтерфейсів ПП