TRST# in

TMS out

11. Какие преимущества обеспечивает парковка шин?

Используется механизм “парковки шин”, при котором в момент отсутствия запросов магистраль без арбитража передаётся определённому ресурсу. Парковка подразумевает разрешение установить запрос прямого доступа, по умолчанию, наибольший приоритет модулю, минуя стадию арбитража, что позволяет экономить время доступа к модулю, не тратя его на арбитраж.

12. Состав и особенности шины команд.

ШК - , STOP, RST. По линиям в фазе адреса передается команда, а в фазе данных - ХХХХ в унитарном коде, указывающий используемый байт ШД. RST- сигнал сброса; STOP- приостанавливает работу ведущего устройства, если ведомое не успевает обработать процесс.

13. Как реализуется принцип автоконфигурации на магистрали?

Любая подсистема, поддерживающая этот принцип после включения должна выполнять функции:

· Обнаружение всех устройств.

· Установка и задание конфигурации без вмешательства пользователя.

· Формирование в системной карте адресов, обнаруженных на магистрали.

В PCI пространство конфигурации занимает объем 256 байт (64×4). Это пространство разделено на 3 зоны:

· Головная (заголовок), состоящая из 16 байт. Головная часть является обязательной для всех устройств, подключенных к PCI.

· Область, определяемая типом устройства.

· Область, определяемая пользователем.

Головная область содержит идентификатор устройств-производителей, сведения о командах, которые поддерживают данное устройство и регистр состояния, в котором фиксируется реакция системы и модуля на выполнение какой-либо команды. Кодируются основные функции в виде устройств иерархической структуры.

Класс 01 – контроллер

Уточнение остальных параметров и системных требований выполняется в регистрах с адресами (3с – 10)h. Эта область описывает необходимые системные ресурсы для работы модуля (объем ОП, количество адресов УВВ, вектора прерывания, допустимого времени ожидания и запроса, время занятия магистралей).

При реализации конфигурации обращение к регистрам конфигурации обращение к регистрам конфигурации и модулям выполняется в соответствии с форматом.

Используется унитарное кодирование для выборки модулей (сигнал DEVSEL) и позиционное кодирование для выбора конкретного регистра.

14. Как обеспечивается согласование функциональных блоков с магистралью?

Такое согласование обеспечивается с помощью уже готовой логики интерфейса PCI. Т.е. не нужно конструировать все устройство, а достаточно добавить к уже существующей реализации PCI логики свою разработку. Комплект разработчика состоит из реализации логики PCI. Обычно это несколько микросхем, программного обеспечения для отладки разрабатываемого устройства и конфигурации логики интерфейса PCI и монтажной платы на которой присутствует монтажное поле или разъем для его подключения.

15. В чем отличие интерфейсов PCI и CompactPCI?

У CompactPCI:

· Меньшее энергопотребление

· Использование стандарта Евромеханика (3U,6U)

· Большее количество слотов (до 8) с возможностью расширения через мосты

· Plug&Play

· Возможность горячего подключения

· Использование высоконадежного накладного разъема

· Расширен температурный диапазон работы (0-70 С; -40-+85 С)

· Применение принудительного охлаждения

16. Принципы обменаинформацией в PCI EXPRESS.

PCI Express является последовательным.

Информация, которую необходимо передать, просто упаковывается в пакеты, куда заносится и информация о получателе и коды обнаружения и исправления ошибок — и получившийся сплошной поток данных (где идут вперемешку данные, приложения и вспомогательная информация) уже передается через физическую среду.

Приемник в свою очередь распаковывает прибывшие данные, исправляет ошибки или запрашивает повторную передачу, определяет получателя и перенаправляет пакет далее.

Если какой-то пакет не дойдет до получателя либо получатель обнаружит в принятом пакете ошибку, то протокол транспортного уровня будет повторять его передачу до тех пор, пока пакет не будет получен — тем самым гарантируется, что передаваемый через PCI Express поток данных достигнет получателя в целостности и сохранности.

Каждый пакет снабжен уникальным идентификатором, по которому контроллеры шины принимают решение о направлении пакета в конкретную физическую линию передачи данных. Здесь же располагается код обнаружения и исправления ошибок (CRC), номер пакета, позволяющий отличить один пакет от другого, и разная вспомогательная информация (например, удостоверяющая, что пакет не был искажен в ходе его передачи). Пакет передается только в том случае, когда поступил сигнал готовности от буфера приема.

Формат пакетов шины PCI-Express

Frame — начальный и конечный фрейм пакета - его добавляет физический уровень для определения начала и окончания передачи пакета данных;

Packet # — номер пакета, добавляется на сетевом уровне чтобы пакеты можно было отличить друг от друга;

Header — заголовок пакета, описывает тип пакета, получателя, приоритет и другие свойства, это информация транспортного уровня;

Data — собственно данные пакеты;

CRC — контрольная сумма пакета.

Физическая реализация шины передачи данных — это две независимые дифференциальные пары проводников (первая пара работает на прием данных, вторая - на передачу). Данные по ним передаются с использованием избыточного кодирования по схеме «8/10» с исправлением ошибок. Каждый байт (8 бит) данных, по определенной схеме кодируется 10 битами передаваемых данных, таким образом, генерируется дополнительная информация, около 20% от общего "потока". Кроме того, это нужно для того, чтобы уменьшить долю «постоянных» составляющих в сигнале (не более 4 нулей или единиц подряд).

17. Какие методы используются для повышения быстродействия магистрали PCI EXPRESS.

Передаваемые данные нарезаются небольшими кусочками - фреймами. При тактовой частоте шины 2,5 ГГц без учета кодирования мы получим скорость передачи в 2,5 Гбит/с в каждом направлении. С учетом выбранной схемы «8/10» получается 250 Мбайт/с, однако многоуровневая сетевая иерархия не может не сказаться на скорости работы и реальная производительность шины оказывается значительно ниже — всего лишь чуть более 200 Мбайт/с в каждую сторон. Это на 50% больше, чем теоретическая пропускная способность шины PCI. Но это не предел: пожалуй, единственная интересная особенность PCI Express — возможность объединения в одну шину нескольких независимых линий передачи данных. Стандартом предусмотрено использование 1, 2, 4, 8, 16 и 32 линий — передаваемые данные поровну распределяются по ним по схеме «первый байт на первую линию, второй — на вторую, …, n-й байт на n-ю линию, n+1-й снова на первую, n+2 снова на вторую» и так далее.

Это не параллельная передача данных и даже не увеличение разрядности шины (поскольку все передающиеся по линиям данные передаются абсолютно независимо и асинхронно) — это именно объединение нескольких независимых линий. Причем, передача по нескольким линиям никак не влияет на работу остальных слоев. Именно этим достигается великолепная масштабируемость шины PCI Express. Она позволяет организовывать шины с максимальной пропускной способностью 32x200=6,4 Гбайт/с.

Вопросы(pc card)

1. Для решения каких задач используется интерфейс? Его основные характеристики.

Интерфейс появился для поддержки модулей памяти, видеокарт и внешних устройств, ноутбуков и других малогабаритных устройств. Достоинством является создание механического конструктива, включая габариты и разъем. Модули выпускаются нескольких типов. В дальнейшем габариты были уменьшены. Также достоинствами являются низкое энергопотребление и повышенная надежность. Интерфейс поддерживает Plag&Play, горячее подключение, программно регулируемое напряжение питания модуля.

2. Какие способы ввода-вывода информации можно реализовать?

В отличие от адресов памяти средства ввода-вывода, доступные всем платам PC Card в той или иной системе, делят между собой диапазон адресов портов размером 64 Мбайт.

Каждая из плат ввода-вывода PC Card имеет один сигнал запроса прерывания. Этот сигнал поступает на одну из линий прерывания компьютера, т.е. PC Card формирует "родовое" прерывание, а компьютер сам направляет это прерывание по соответствующему каналу. В платах ввода-вывода PC Card имеется также линия звукового сигнала.

3. Как реализуется взаимодействие между контроллером, модулями, и процессором ЭВМ?

Каждый модуль содержит пространство конфигураций, процессор считывает эту информацию и выделяет соответствующие ресурсы в пространстве памяти, УВВ или пространстве конфигурации. Каждый модуль, присоединенный к контроллеру, является независимым. Обмен осуществляется только через контроллер. После чтения конфигурации под управлением контроллера могут быть установлены источники напряжения питания. Распределение ресурсов ведется под управлением программного обеспечения.

4. Основные направления развития интерфейса.

Развитием PC Card является интерфейс Card Bus - 32-х разрядный интерфейс, предназначен для работы с графическими картами, интерфейсом SCSI для присоединения сетевых карт до скоростей 100 Мбит/с. При сохранении выше приведенных габаритов. Началось высокое распространение USB, IEEE, стандарта CardX, с помощью которого эти интерфейсы можно преобразовать к стандарту PC Card.

Вопросы(VME)

1. К какому классу магистралей относится VME? Основные технические характеристики.

VME относятся к классу процессорно - независимых, открытых, асинхронных многопроцессорных магистралей.

Макс.пропускная способность – 100 Мб/с

Цикл обмена по магистрали – 125 нс

2. Какая информация передается по шине адреса?

Адресная шина содержит линии (А01-А31) в обычной версии VME и 64 линии в версии D, ША управляется ведущими модулями и устройствами обработки прерываний. При обработке прерываний используются линии А01-А03. Основные шины VME.В версии D (64 бита) по ША и ШД передается в режиме мультиплексирования адресная информация и данные.

3. Как обеспечивается масштабируемость шин адреса и данных? Какие преимущества это обеспечивает и какими средствами?

Масштабируемость – это возможность организации взаимодействия с разл.разрядностью и разл.адресами. Кроме VME масштабируемости нет нигде.

Масштабируемость шины данных обеспечивается идентификатором, который указывает какая часть шины в данный момент используется для передачи информации. Идентификаторы кодируются унитарным кодом, указывая положение байта или байтов на ШД. Например, если разрядность шины 4 байта, то идентификатор должен быть 4 бита. Это позволяет работать с информацией различной разрядности, не применяя процедуру маскирования для формирования размера передаваемого сообщения.

Масштабируемость шины адреса снижает аппаратные затраты в модулях системы, так как при формировании сигналов выборки программно-доступных регистров используется неполная дешифрация адреса.

Существует 4 типа адресации в зависимости от длины адреса: короткая ввода/вывода (1,6 бит), стандартная (24 бита), расширенная (32 бита) и длинная (64 бита). Этот размер может быть изменен в каждом цикле шины, что позволяет использовать большое разнообразие конфигураций системы.

Управление длиной адреса осуществляется кодом модификатора адреса АМ0-АМ5, который сопровождает каждую передачу информации по магистрали. Подчиненные устройства опрашивают АМ0-АМ5, и определяют какие линии адреса необходимо дешифрировать в текущем цикле. Короткие адреса дешифрируются на линиях А01-А15, стандартные - А01-А23, расширенные - на А01-А32, длинные - на А01-А32, LWORD* - D00-D31.

4. Для каких целей можно использовать модификатор адреса?

Модификатор адреса реализует след.функции:

- управляет размером адресного пространства в текущем цикле, может быть задана короткая, стандартная, расширенная или длинная адресация

- указывает тип цикла магистрали и источник управления: супервизор или пользователь.

Модификатор адреса расширяет адресное пространство, т.к. по одному адресу можно обращаться к устройствам, работающим с разными модификаторами. Это возможно потому что в начале цикла модификатора передается сначала модификатор,а затем адрес.

Значение модификатора адреса распределяется специф-ные (стандартные), предназн. для расширения ф-ий интерфейса, и модификатор польз-ля.

Модификатор польз-ля может использоваться для создания команд.

5. Какие циклы передачи данных реализуются на магистрали? В чем их особенности? Какие технические средства необходимы для их реализации?

В VME определено 5 основных циклов передачи данных: чтение/запись, чтение-модификация-запись, блочная передача, “только адресация”, подтверждение прерываний.

Шина управления обменом состоит из линий SYSCLK*, AS*, DTACK*. Сервисный тактовый сигнал SYSCLK* частотой 16 МГц формируется системным контроллером.

Адресный строб AS* формируется ведущими модулями и устройствами обработки прерываний. Этот сигнал определяет начало выполнения операций на магистралях. AS* относится к классу мощных сигналов с 3 состояниями. Сигнал подтверждения пересылки данных DTACK*. * выставляется во время циклов записи после того, как ведомый модуль закончит прием данных. В циклах чтения и подтверждения прерывания DTACK* выставляется после того, как достоверные данные помещаются на ШД.

6. В каких случаях целесообразно использование цикла “чтение-модификация-запись”? адресного цикла? блочной передачи?

Цикл “чтение-модификация-запись” используется в многопроцессорных и многопользовательских системах. Он позволяет многочисленным процессорам разделять общие ресурсы (контроллеры дисков, порты или блоки памяти). В этом цикле происходит чтение информации и ее перезапись по тому же адресу за 1 цикл магистрали вместо двух. Типовой пример использования цикла - организация семафоров в мультипроцессорных системах, экономится время в цикле выборки команды и отсутствие организации флага)

Цикл блочной передачи используется для перемещения блоков данных от 1 до 256 байт. В многопроцессорных системах этот режим может быть использован для передачи данных небольшими пакетами, уменьшая время на арбитраж магистрали. Прикладные задачи с интенсивным дисковым обменом используют цикл блочной передачи для перемещения данных с большой скоростью между центральным процессором и контроллерами дисков (своппинг). По сравнению с другими циклами блочная передача значительно увеличивает производительность интерфейса, т.к. ведущее устройство занимает магистраль на время передачи блока (а не слова), передавая ведомому только начальный адрес.

Цикл “только адрес” применяется для повышения производительности процессорного модуля, позволяя процессору начать цикл магистрали прежде, чем выяснится, где находится адресат (на локальной магистрали процессорного модуля или вне ее). Дешифратор адреса локальной памяти ведущего модуля работает параллельно с дешифратором адреса ведомого модуля и может в некоторых случаях ускорить работу магистрали. Это также может упростить разработку некоторых ведущих модулей. В цикле “только адрес” передачи данных не происходит, ведущий выставляет адрес, стробирует его AS* и, спустя некоторое время, сам завершает обмен. Цикл прекращается, если расположенная в ведущем модуле логика обнаруживает, что произошло обращение к локальным ресурсам.

7. С помощью каких сигналов обеспечивается программный обмен по магистрали? по прерыванию? в режиме ПДП?

Адресный строб AS* формируется ведущими модулями и устройствами обработки прерываний. AS*=0 указывает на достоверность информации шины адреса и линий модификатора адреса. Этот сигнал определяет начало выполнения операций на магистралях. AS* относится к классу мощных сигналов с 3 состояниями.

Сигнал подтверждения пересылки данных DTACK* формируется ведомыми модулями или инициаторами прерываний. DTACK* выставляется во время циклов записи после того, как ведомый модуль закончит прием данных. В циклах чтения и подтверждения прерывания DTACK* выставляется после того, как достоверные данные помещаются на ШД.

Во время цикла чтение/запись ведущий модуль выставляет адрес ведомого на ША и код модификатора, включая IACK* на ШК. Достоверность адресной информации подтверждается сбросом AS* в 0. Затем данные передаются на ШД в сопровождении сигналов WRITE*, DS0*, DS1*. Ведомое устройство дешифрирует адрес и модификатор адреса, определяет особенности данной передачи, принимает или передает данные и формирует нулевые уровни сигналов DTACK* или BERR*. С появлением сигнала DTACK*=0 ведущее устройство устанавливает сигналы AS*, DS0*,DS1* в единичное значение, а ведомое устройство после этого инвертирует значение DTACK*. На этом цикл записи/чтения завершается. Цикл записи иллюстрирует рис. 6.

8. Основные характеристики шин передачи управления ШПУ.

Особенностью ШПУ явл-ся расширенное кол-во ведущих устройств за счет параллельно-послед. арбитража, использ-ся центральный арбитр с 4-мя параллельными линиями запроса и 4-мя последовательными линиями подтверждения запроса. Кол-во ведущих устройств ограничено нагрузочной способностью послед.драйверов (источник подтвержд.запроса) и допуст.кол-вом.

ШПУ имеет центр.арбитр, способы управления приоритетами – одноур.

9. Какие средства управления приоритетами используются в интерфейсе?

В VME используется централизованный арбитраж с параллельно-последовательной селекцией источников запросов. На рис.9 представлена структура ШПУ при поступлении запросов по линии BR03*.

Арбитры классифицируются с принятой дисциплиной определения приоритета.

Одноуровневый арбитр является наиболее простым. Этот арбитр обслуживает только уровень запроса линии BR3* и выдает разрешение по последовательной цепи BG3IN*/BG3OUT* при BR3*=0, BBSY*=1. Одноуровневые арбитры могут формировать сигнал BCLR*, если требуется прервать работу модуля, который слишком долго занимает магистраль. Основным недостатком арбитра является фиксированное значение приоритетов, которое приведет к наиболее частому занятию магистрали модулями, близко расположенными к слоту 01.

Приоритетный арбитр присваивает жесткие приоритеты линиям запросов магистрали: BR3* - высший, а BR0* - низший. Если одновременно пришли несколько запросов, арбитр определяет запрос с максимальным приоритетом и активизирует соответствующую последовательную цепь предоставления магистрали. При поступлении запроса с более высоким приоритетом, чем текущий, формируется сигнал BCLR* и магистраль предоставляется новому модулю.

10. Как реализуется процедура арбитража?

В VME используется централизованный арбитраж с параллельно-последовательной селекцией источников запросов. Циклический арбитр предоставляет равные приоритеты для всех источников запроса. Если в предыдущем цикле магистраль была предоставлена по требованию линии BRn, то наивысшим приоритетом в текущем цикле будет обладать линия BR_n-1. Арбитр может использовать сигнал BCLR*, если ведущее устройство запрашивает магистраль на уровне приоритета, не совпадающем с приоритетом, которому была предоставлена магистраль в последний раз.

Возможен смешанный способ организации арбитров, при котором могут использоваться как 3 типа одновременно, например, в системном контроллере VME1000, так и в различных сочетаниях. УЗМ является функциональным модулем, который размещается на одной плате с ведущими устройствами и обработчиками прерываний. Ведущее устройство формирует сигнал захвата магистрали DWB* и передает его УЗМ, которое выставляет запрос на одной из линий BRn. После получения разрешения по последовательной цепи BGn IN/BGnOUT УЗМ устанавливает сигнал BBSY* и извещает ведущее устройство сигналом DGB*. Ведущее устройство ожидает, когда AS* станет равным логической единице. Это позволяет проводить арбитраж магистрали во время пересылки данных или выполнения цикла подтверждения прерывания, что ускоряет пропускную способность магистрали.

11. Способы построения устройств захвата магистрали УЗМ. В чем их отличие?

В VME используется три варианта освобождения магистрали УЗМ.

УЗМ с освобождением по завершению операции (УЗМО) освобождают магистраль после того, как он закончил пересылку. Модули ПДП могут освобождать магистраль, после окончания пересылки блока данных, модули центрального процессора могут отдавать магистраль в конце каждого цикла или под управлением программы.

УЗМ с освобождением по запросу (УЗМЗ) освобождает магистраль при появлении сигнала на одной из линий BR0*-BR3* или BCLR*. Данный метод часто используется, т.к. хорошо работает для большинства применений и является достаточно быстрым. Его основной недостаток заключается в увеличении времени арбитража, когда большое число модулей требуют доступ к магистрали одновременно.

УЗМ с циклическим освобождением магистрали (УЗМЦ) применяется в системах с ведущими устройствами, требующими фиксированную пропускную способность. Наиболее часто они используются с арбитрами одного уровня или в том случае, если число ведущих устройств более 4. Последнее применение расширяет возможности циклического арбитра.

12. В каких модулях используются УЗМ?

УЗМ является функциональным модулем, который размещается на одной плате с ведущими устройствами и обработчиками прерываний. Ведущее устройство формирует сигнал захвата магистрали DWB* и передает его УЗМ, которое выставляет запрос на одной из линий BRn. После получения разрешения по последовательной цепи BGn IN/BGnOUT УЗМ устанавливает сигнал BBSY* и извещает ведущее устройство сигналом DGB*. Ведущее устройство ожидает, когда AS* станет равным логической единице. Это позволяет проводить арбитраж магистрали во время пересылки данных или выполнения цикла подтверждения прерывания, что ускоряет пропускную способность магистрали.

При приходе запроса с более высоким приоритетом, текущий запрос может быть сброшен сигналом . Для работы с шинами передачи управления необходимо устройство захвата магистрали, которое может освобождать магистраль по завершению операций по запросу или в циклическом режиме.

В VME функции контроллера распределены между устройством обработки прерывания, драйвером последовательной цепи и устройством запроса прерывания, расположенном в каждом модуле. В состав устройства обработки прерывания обязательно должно входить устройство захвата магистрали (УЗМ). Вектор прерывания формируется в устройстве запроса прерывания. В цикле подтверждения прерывания магистраль предоставляется устройству, которое выставило запрос, уровень запроса соответствует указанному в цикле подтверждению прерывания, длина вектора соответствует длине передаваемых в цикле подтверждений (8, 16, 32). Возможно снятие запроса прерывания по подтверждению прерывания, как в IBM и обращению к регистру ввода/вывода.

13. Сравнительная характеристика ШПУ ISA и VME. В чем основные отличия?

ШПУ ISA:

ШПУ обслуживает два каскадно соединённых контроллера 8237А, один из которых – ведущий, другой – ведомый. Контролер позволяет работать в следующих режимах:

· одиночные передачи

· блочные передачи

· передачи по требованию (до тех пор, пока есть запрос DRQ)

· автоинициализация, при которой данные автоматически повторяются.

В отличии от традиционной многопроцессорной обработки, ведущее устройство получает ресурсы магистрали, используя в качестве арбитра только ведущий контролер. Запрос может поступать только на входы 5 ¸ 7. После предоставления магистрали, устройство, способное управлять ей, выставляет сигнал на линию MASTER.

ШПУ VME:

Перед каждым циклом передачи ведущий модуль или устройство обработки прерывания (УОП) обязаны получить разрешение на использование магистрали. Ведущий модуль необязательно должен быть процессором. В качестве ведущего могут быть модули, содержащие контроллеры прямого доступа к памяти или УОП. Эта задача решается с помощью шин передачи управления (ШПУ), арбитра и устройства запроса магистрали (УЗМ).

В VME используется централизованный арбитраж с параллельно-последовательной селекцией источников запросов.

14. Основные технические характеристики шин прерываний ШП.

Шина прерываний состоит из линий запроса прерывания IRQ1 - IRQ7, линий последовательной цепи подтверждений прерываний IACKIN*, IACKOUT*, линии подтверждения прерываний IACK*.

Для инициирования прерываний источник запроса выставляет сигнал нулевого уровня на одной из линий IRQ. IRQ1 имеет минимальный приоритет, IRQ7 - максимальный. Число источников запроса ограничено только нагрузочной способностью формирователей, которые должны быть выполнены по схеме с открытым коллектором. Каждая линия IRQi объединяет источники запроса по схеме “монтажное ИЛИ”. Устройство обработки прерываний (УОП) контролирует IRQ и в ответ на запросы генерирует цикл “Подтверждения прерываний”, в процессе которого передается вектор прерывания (информация об адресе программы обработки прерываний). Признаком начала цикла является IACK*=0.

Главное отличие в обработке прерываний состоит в том, что цикл подтвержд.прерыв.включает в себя работу с шинами передачи управления, т.е.запрос прерывания м.перехватить управление магистралью ведущих устройств, запрос воспринимается по уровню, что позволяет на одну линию запроса присоед-ть несколько источников запроса, кол-во уровней 7: RQ1-RQ7.

Исп-ся послед.-парал.способ арбитража.

15. Сравнительная характеристика ШП ISA и VME. В чем основные отличия в процедуре обработки прерываний?

Исп-ся послед.-парал.способ арбитража.

16. Какое количество источников прерываний может быть подключено к магистрали?

Количество источников запроса определяется электрическими характеристиками драйвера последовательной цепи и требуемым быстродействием (чем больше модулей в последовательной цепи, тем меньше быстродействие).

17. Какие аппаратные средства необходимы для реализации ввода-вывода по прерыванию?

18. Как реализуется обработка прерываний в многопроцессорных системах?

В многопроцессорных системах используется децентрализованная обработка запросов. В этом случае число УОП может быть до 7, каждый из которых обрабатывает свою группу запросов (от 1 до 6). Процессору А, чтобы связаться с процессором В, достаточно запросить прерывание по одной из линий IRQ, принадлежащих этому процессору. При одновременном возникновении запросов прерывания в разных группах очередность обслуживания будет определяться приоритетом соответствующего модуля обработки прерываний на информационной магистрали.

При проектировании модулей, которые не содержат источников запроса на прерывание необходимо обеспечить соединение линий INIACK* и OUTIACK*.

19. Как обеспечивается конструктивная совместимость в модулях? электрическая?

Конструктивные спецификации VME: Модули VME могут быть выполнены с лицевой панелью или без нее. Как правило, они имеют лицевую панель, на которой размещаются светодиодные индикаторы, переключатели, разъемы для подключения устройств ввода/вывода. Ширина лицевой панели соответствует шагу размещения направляющих модулей или кратна ему, а высота определяется размерами модулей. Наиболее универсальны модули со сменными лицевыми панелями, рассчитанные на работу в крейтах одинарной и двойной высоты.

Модули размещаются в крейте. Конструкции крейтов отличаются большим разнообразием и возможностями компоновки. Крейты выпускаются одинарной, двойной высоты, смешанные на различное количество модулей (от 2 до 21). В состав крейта могут входить вентиляционные панели, комплекты для установки дисководов, источники питания и т.д.

На задней стороне крейта располагаются объединительные платы с разъемами. При удалении модуля автоматически отключаются контакты и внешние источники. При необходимости крейты могут быть установлены в стойки. Этот модульный подход облегчает разработку, производство и обслуживание систем на основе интерфейса VME.

Электрические характеристики интерфейса определяют такие его параметры как пропускная способность, надежность. Пропускная способность магистрали определяется быстродействием интерфейсной ИС, электрическими характеристиками объединительных плат и обязательными задержками, вносимыми протоколом.

Временные параметры ИС определяются их типом и технологией. Интерфейс VME ориентирован на применение быстродействующих ИС, выполненных по ТТЛ технологии. Спецификации VME определяют для каждого модуля допустимые нагрузки и типы сигналов. В VME используются интерфейсные ИС и БИС с сигналами пяти классов. Принципы согласования ИС и БИС не имеют особенностей: необходимо выбрать ИС и БИС передатчиков, обеспечивающих заданную статическую и динамическую нагрузку, и контролировать условие согласования при подключении приемников.

В спецификации VME требуется, чтобы длина трассы сигналов к контактам или от контактов разъема была менее 2 дюймов. Размеры проводника сигнальной трассы должны быть такими, чтобы его сопротивление приблизительно равнялось 100 Ом. Для уменьшения амплитуды отражения от краев объединительной платы требуются оконечные согласующие резисторы. Недостатком пассивной цепи оконечной нагрузки является большой ток потребления. Меньший ток потребления обеспечивают оконечные нагрузки на активных компонентах.

20. Какие блоки входят в состав системного контроллера? Их функции.

Блоки модулей можно разделить на 3 типа: системный контроллер, который находится в слоте 01, ведущее устройство, ведомое устройство. Большую мобильность при конфигурации аппаратных средств обеспечивают мезонинные технологии. Обычно системный контроллер выполняется в виде одной БИС. Примером подобного контроллера может быть микросхема VME 1000. Системный генератор (СГ) предназначен для формирования сигнала SYSCLK* с частотой 16 МГц и длительностью положительной части периода. Он не связан с другими сигналами тактирования магистрали и может использоваться для любых целей. Диагностический контроллер (ДК) предназначен для проверки работоспособности системы на базе VME. Во время запуска системы каждый модуль может быть протестирован. Если модули функционируют нормально, производится запуск системы. В противном случае формируется сообщение об ошибке. Интеллектуальные модули VME часто имеют встроенные микропрограммные средства диагностики.

В состав ДК входят один или несколько таймеров, диспетчер питания, формирователи сигналов SYSFAIL*, ACFAIL*, регистр состояния.

21. Какие средства необходимы для дешифрации адреса и функций модуля?

Модификатора адреса, сигнала подтверждения прерывания IACK

22. Как обеспечить адресный конвеер?

Магистраль VME имеет раздельные стробы адреса и данных, что позволяет ведущему модулю выставить адрес для следующего цикла в момент передачи данных предыдущего. Этот способ называется адресным конвейером. В этом случае возможно начинать выборку следующих данных, не ожидая окончания предыдущих, что обеспечивает сокращение среднего времени выборки данных. Ведомое устройство должно быть разработано с учетом использования адресного конвейера. Для этого необходимо фиксировать адрес и модификатор адреса до формирования DTACK* или BERR*. Адрес часто фиксируется по срезу любого строба данных. Если этого не сделать, состояние линий данных ведомого устройства может измениться до завершения цикла чтения из-за изменения состояния его внутренних адресов. Во время цикла записи в ведомых устройствах могут быть нарушены внутренние временные соотношения.

23. Как обеспечивается временное согласование ведущего и ведомого модулей?

Обращения к ОЗУ могут выполняться как микропроцессором 80386EX, так и любым ведущим модулем (master) на шине VME. Объем адресуемого ОЗУ со стороны VME задается перемычками на плате. Логические схемы ведущего (master) VME, позволяющие микропроцессору выполнять циклы чтения и записи данных на шине VME. логические схемы ведомого (slave) VME, позволяющие модулям VME выполнять обращения к ячейкам ОЗУ модуля БТ02-203;

Особенностью шин передачи управления являются: расширенное количество ведущих устройств за счёт параллельно – последовательного арбитража. Используется централизованный арбитр с четырьмя параллельными линиями запроса и четырьмя последовательными линиями подтверждения запроса. Таким образом, количество ведущих устройств ограничено нагрузочной способностью источника последовательного сигнала и допустимого времени реакции на запрос.

Арбитр может работать в режимах:

• одноуровневый;

• многоуровневый с фиксированными приоритетами;

• в циклическом режиме.

При приходе запроса с более высоким приоритетом, текущий запрос может быть сброшен сигналом. Для работы с шинами передачи управления необходимо устройство захвата магистрали, которое может освобождать магистраль по завершению операций по запросу или в циклическом режиме.

24. Какие средства необходимы в модуле для реализации программного ввода-вывода? по прерыванию? режима ПДП?

Реализация ввода/вывода по прерыванию выполняется УЗП. Задание требуемого уровня и значения вектора прерывания выполняется УФУВ с помощью установки соответствующих переключателей или перемычек. УЗП обычно реализуется с помощью программируемых логических матриц или специальных БИС. Источниками запроса прерываний являются элементы Функциональных Блоков. Им может являться регистр запросов прерываний РЗП, который может быть программнодоступным. Внутренняя шина данных - 16 бит, адреса - 9 бит. Внутренняя шина управления включает все необходимые сигналы для реализации программного ввода/выводы или по прерыванию. Настройка на требуемый режим работы выполняется переключателями.

Вопросы (последовательных интерфейсов)

1. В каких случаях целесообразно применение последовательных интерфейсов?

Последовательные интерфейсы целесообразно применять, если устройства удалены друг от друга на значительные расстояния (в параллельных существуют наводки – линии передачи влияют друг на друга, создавая помехи). Сейчас наблюдается повсеместное вытеснение параллельных интерфейсов последовательными.

2. Как влияет топология на основные характеристики интерфейсов?

Топология влияет на:

а) скорость передачи

б) надежность

Максимальная скорость передачи обеспечивает радиальная топология. Выход из строя одной из ветвей не приводит к разрушению системы. Обмен данными между узлами реализуется через концентратор, выход из строя которого является катастрофическим.

Недостатком кольцевой топологии является низкая скорость обмена, т.к. устройство, пославшее сообщение должно по кольцу получить информацию о том, что оно дошло до абонента. Если кольцо одинарно, то разрыв приводит к нарушению функционирования системы. Избежать этого можно, используя двойное кольцо.

Макс. скоростью и надежность обладают полносвязные структуры, в к-ых каждый элемент соединен с каждым. Недостаток: большая аппаратная избыточность.

Наиболее широкое распространение получила магистральная топология, которая обладает средними характеристиками по производительности и надежности. Древовидная структура (многоярусная звезда) – это совокупность радиальной и магистральной топологии.

3. Как классифицируются интерфейсы по направлению обмена?

По направлению обмена информации интерфейсы классифицируются:

· симплексные (однонаправленные) – только прием или только передача

· полудуплексные – однонаправленные с разделением времени

· дуплексные – одновременный прием и передача

· мультиплексные - предполагает обмен информацией между модулями в любом, но единственном направлении.

4. Какие режимы обмена используются при передаче информации? Сравнить по скорости и аппаратным затратам.

· синхронный

· асинхронный

При синхронном обмене необходима линия синхронизации (или возможно использование самосинхронизирующ. кодов), при асинхронном линия синхронизации в явном виде отсутствует, а настройке подлежат скорости приемника и передатчика. Аппаратные затраты на синхронный обмен выше за счет введения дополнительной линии синхронизации, но также выше и скорость передачи, чем при использовании асинхронного обмена.

Синхронный обмен имеет наивысшую пропускную способность при обслуживании устройств с одинаковым быстродействием и повышенную помехозащищенность, так как проверка управляющих сигналов производится по фронту (или срезу) синхроимпульса, т.е. во “временном окне”, которое обычно составляет незначительную часть общего времени работы. В остальное время возможные помехи не оказывают влияния на работу системы. К недостаткам СО следует отнести: отсутствие контроля правильности обмена данными; значительные потери времени при обслуживании устройств существенно отличающихся по быстродействию, так как длительность импульса синхронизации должна быть рассчитана на самое медленное устройство; необходимость перестройки параметров генератора синхросигнала при изменении линий связи и состава УВВ. Синхронный обмен используется, главным образом, для устройств, быстродействие которых соизмеримо с требуемым быстродействием магистрали (например, память) и неизменно в течении времени работы системы.

При асинхронном обмене скорость определяется быстродействием ведущего и ведомого устройств. Асинхронный обмен (АО) предполагает наличие дополнительных управляющих сигналов начала и конца обмена (НО, КО) (сигналы квитирования, handsheke). Использование АО снижает скорость ввода/вывода при передаче данных на большие расстояния, требует двух дополнительных линий для передачи управляющих сигналов, понижает помехозащищенность, так как обмен происходит в произвольные моменты времени. Последний недостаток может быть устранен за счет использования стробируемого АО, то есть применения линии синхронизации. Достоинством АО является повышение достоверности обмена данными, отсутствие общей синхронизации устройств, возможность работы с устройствами различного быстродействия без перестройки параметров системы, адаптация к характеристикам линии связи. При работе с группой устройств, быстродействие которых существенно отличается, пропускная способность магистрали в режиме асинхронного обмена выше, чем при синхронном обмене.

5. Как реализуется побитная и покадровая синхронизация в режимах синхронного и асинхронного обменов?

· побитная синхронизация - для достоверности приема отдельных бит

· покадровая синхронизация - для правильного восприятия сообщений, состоящих из последовательности бит.

В асинхронном режиме побитная синхронизация обеспечивается стабильностью внутреннего генератора контроллера в промежутки между стартом и стопом. Обычно эта частота в 16 раз больше, чем частота передачи в линию. Покадровая синхронизация - по стартовому и стоповому битам.

В синхронном режиме побитная синхронизация осуществляется аппаратно, каждому биту соответствует свой импульс синхронизации. Покадровая синхронизация осуществляется с помощью стартового и стопового байтов или с помощью символьной синхронизации.

6. Для каких целей используется процедуры битстаффинга?

Для обеспечения кодовой прозрачности в бит-ориентированных протоколах используется битстаффинг. Суть состоит в том, что необходимо отличать стартовый и стоповый байты от остальных полей передаваемого формата.

Битстаффинг: после передачи 5 единиц передатчик передает 0, а приемник при приеме этот 0 удаляет из данных. Процедурой охвачены все поля кроме стартового и стопового байтов (как средство повышения достоверности передаваемой информации и как средство синхронизации)

Процедура битстаффинга используется как средство достоверности передаваемых данных (после 5 повторяющихся бит вставляется инверсное значение), либо как средство синхронизации при передаче длинных последовательностей повторяющихся бит.

7. Какими свойствами должны обладать коды, используемые при передаче данных?

При выборе метода кодирования необходимо учитывать след. факторы: Спектр передаваемого сигнала. Он должен быть как можно уже для обеспечения более плотных каналов передачи данных, должна отсутствовать постоянная составляющая, которая может привести к искажению сигналов. Желательно, чтобы коды были самосинхронизирующимися, т.е. наряду с числовыми данными передавалась и информация по частоте. Линейный код должен иметь простую аппаратную реализацию.

8. Какие методы кодирования информации наиболее часто используются? почему?

RZ – используется амплитудная модуляция.

NRZ (код без возврата к нулю) отображает последовательность бит постоянным значением за период тактовых импульсов.

NRZI (код без возврата к нулю, инверсный) - логическая единица передается отсутствием изменения уровня напряжения, а ноль- изменением предыдущего значения уровня сигнала.

Код M-II отображает каждый бит переходом в середине битовой из 0 и 1.

9. В чем преимущество дифференциальных сигналов при передаче информации?

В последовательных интерфейсах могут использоваться:

- потенциальные сигналы (измеряются относительно нуля)

- дифференциальные сигналы

- сигналы в виде напряжения или тока

Преимуществом дифференциальных сигналов является повышенная помехозащищенность, обусловленная применением специальных линий связи (витая пара) и свойств дифференциальных усилителей к подавлению синфазного сигнала.

10. Какие особенности характерны при использовании токовых сигналов? Основные характеристики “токовой петли»?

В зависимости от условий эксплуатации и длины линии интерфейса сигналы могут передаваться в виде напряжений или токов. Токовые сигналы используются при передаче данных на большие расстояния или в условиях, когда одним из основных требований является искра безопасности. Эти свойства обусловлены тем, что источником сигналов является источник тока.

В ранних интерфейсах это свойство было реализовано в виде токовой петли. Гальваническое разделение сигналов осуществляется за счет использования оптрона.

11. Какие средства повышения достоверности информации используются в последовательных интерфейсах?

Все средства повышения достоверности связаны с введением информационной и временной избыточности. Наиболее широко используются след. методы:

1) Использование бита паритета. Недостаток: возможность устранения только одиночных ошибок.

2) Метод контрольной суммы:

- арифметическое сложение по заданному модулю (256, 16…)

- суммирование mod 2

- циклическое избыточное кодирование CRC

Недостатком первых двух способов является невозможность обнаружения кратных ошибок. Это связано с тем, что формирование контрольной суммы выполняется побайтно, а не побитно. Этих недостатков лишен метод CRC.

Метод CRC: Обнаруживает кратные ошибки, высокая достоверность, относительно малая избыточность. Массив информации преобразуется в битовый поток, над которым выполняется операция деления mod 2 на характеристический полином. В качестве контрольной суммы используется остаток от деления потока на полином.

12. На основании каких критериев выбираются эти методы?

Критерии достоверности и избыточности.

1) Использование бита паритета. Недостаток: возможность устранения только одиночных ошибок.

2) Метод контрольной суммы:

- арифметическое сложение по заданному модулю (256, 16…)

- суммирование mod 2

- циклическое избыточное кодирование CRC

Еще могут быть использованы пакеты подтверждения получения информации. Длина пакета от 1 бита до нескольких байт. Также могут быть использованы таймауты (сторожевые таймеры).

В коде Хэмминга, метод не только обнаружения, но и исправления ошибок.

13. Какой метод контроля обеспечивает наибольшую достоверность? Почему?

Метод CRC:

Массив информации преобразуется в битовый поток, над которым выполняется операция деления mod 2 на характеристический полином. В качестве контрольной суммы используется остаток от деления потока на полином.

В коде Хэмминга, метод не только обнаружения, но и исправления ошибок, к n-битовому символу добавляется k бит четности, который формируется перед передачей для определенных групп информационных разрядов. Биты образованного n+k разрядного символа нумеруются, начиная с первого. Все биты, номера которых кратны степени 2, являются битами четности, а все остальные разряды используются как информационные. Каждый бит четности контролирует определенные позиции бит. В общем случае бит с номером n контролируется теми битами четности, которые в сумме равны номеру бита.

Поиск неисправного бита заключается в том, чтобы вычислить в полученной информации все биты четности. Если они совпадают с принятыми, то информация получена без ошибок. Если нет, то анализируют «неправильные» биты четности, определяют номер разряда, в котором произошел сбой, суммируя биты четности. Т.е. если ошибка во 2 и 4 разряде, то значение 6 разряда нужно инвертировать.

14. Какие преимущества обеспечивает применение кода Хэмминга? В чем его недостатки?

Код Хэмминга, метод не только обнаружения, но и исправления ошибок.

Преимущества – позволяет исправлять ошибки. Недостатки – введение избыточности.

При передачи последовательной информации используются самокорректирующиеся коды, среди которых самым распространенным является код Хевинга. При использовании его к информационным разрядам добавляется определённое количество битов чётности, которые формируются при передачи информации и контролируются на приёмном конце. Битовая последовательность измеряется, начиная с первого разряда (например, для семибитного кода нумерация будет такая: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11). Номера бит кратные степени 2 являются битами чётности, которые контролируют определённые группы разрядов.

Пример:

Бит1®1, 3, 5, 7, 9, 11.

Бит2®2, 3, 6, 7, 10, 11.

Бит4®4, 5, 6, 7.

Бит1®8, 9, 10, 11.

Поиск неправильного бита заключается в том, что контролируются биты паритета, сумма неправильных битов паритетов определяют разряды, значения которых следует ливертировать.

Например, если неправильный 2 и 4 бит, то следует инвертировать разряд.

Количество обнаруженных ошибок и количество неправильных бит определяется кодовым расстоянием.

Для того, чтобы избыточный код позволял обнаруживать ошибку кратности r, то кодовое расстояние dmin должно быть больше или меньше (r+1). Для исправления r- кратной ошибки dmin ³ 2r+1.

15. Какова осн.хар-ка кода Хемминга? Какие параметры интерфейса она определяет.

Пример:

Бит1®1, 3, 5, 7, 9, 11.

Бит2®2, 3, 6, 7, 10, 11.

Бит4®4, 5, 6, 7.

Бит1®8, 9, 10, 11.

Например, если неправильный 2 и 4 бит, то следует инвертировать разряд.

Количество обнаруженных ошибок и количество неправильных бит определяется кодовым расстоянием.

16. Какие методы доступа к магистрали используются в последовательных каналах?

Доступ к последовательной магистрали может быть реализован на основе центр. и децентр. арбитража. Некоторые последовательные интерфейсы работают с 1 ведущим устройством (Master-Slave). Надежность подобных систем определяется надежностью ведущего устройства. Наиболее широкое распространение среди децентр. методов доступа получили:

- метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружения конфликтов (CSMA/CD). Недостаток: возможность появления конфликтов на магистрали при большой нагрузке.

- метод CSMA/CA (разновидность метода CSMA/CD) – метод неразгружающего арбитража. Такой арбитраж используется в методах I2C и CANBus.

- метод маркерного доступа. Используется, если необходимо организовать справедливое распределение магистрали между модулями доступа.

17. В чем преимущества недеструктивного алгоритма CSMA/CA?

Случайные методы доступа с обнаружением несущей обозначаются CSMD/SD.

Используются в Ethernet и других интерфейсах. Все устройства подключенные к магистрали прослушивают шину, и если она свободна, то пытаются её занять. Если одновременно обратилось несколько устройств, они отключаются от шины, и включается генератор случайных чисел, после чего процедура арбитража повторяется до тех пор, пока не останется одно устройство. При большом числе ведущих устройств такой алгоритм может вызвать «зависание» последовательного интерфейса.

К недостаткам этого метода относится также разделение процедуры арбитража и адресации ведомого устройства.

Лучшими характеристиками обладает метод CSMD/CA, в котором процедура арбитража и адресации происходят одновременно

метод CSMA/CA (разновидность метода CSMA/CD) – метод неразгружающего арбитража. Такой арбитраж используется в методах I2C и CANBus.

18. Какие недостатки характерны для арбитража CSMA/CD?

метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружения конфликтов (CSMA/CD). Недостаток: возможность появления конфликтов на магистрали при большой нагрузке.

19. В каких случаях следует применять метод маркерного доступа? Master-Slave?

Некоторые последовательные интерфейсы работают с 1 ведущим устройством (Master-Slave). Надежность подобных систем определяется надежностью ведущего устройства.

Метод маркерного доступа используется, если необходимо организовать справедливое распределение магистрали между модулями доступа.

20. Как оценить пропускную способность последовательной магистрали в байтах?

Это скорость, деленная на время. И еще надо учитывать то, что передаем мы все подряд, и из этого надо выделить информационные байты.

21. Какие параметры характеризуют сервисные функции?

Возможность автоконфигурации, горячего подключения, возможность отключения неработающего модуля и т.д.

Вопросы(RS-232)

1. Основные технические характеристики интерфейса RS-232. В чем его недостатки?

Основные характеристики интерфейса RS-232:

Ø поддерживается топология соединения – «точка-точка»

Ø направление передачи – дуплексная и полудуплексная

Ø режим обмена – асинхронный (в последовательных каналах ПЭВМ) и синхронный (реализуется с помощью специальных адаптеров SDLC)

Ø метод кодирования информации – NRZ

Ø используемые сигналы – потенциальные(несимметричные), уровень логического нуля: 3..25В, уровень логической единицы: -3..-25В, в ПЭВМ используются уровни +12..-12В

Ø скорость передачи информации – от 110 бит/сек до 11500 бит/сек

Ø количество линий передачи информации и служебных сигналов – до 25

Ø стандартные разъемы – DB25, DB9 или Mini DIN8

Недостатки RS-232:

· Отсутствие в линии напряжения питания;

· Конфигурация точка-точка, поэтому расширение количества портов RS-232 возможно либо за счет увеличения количества портов (до 4-х) или использования мультиплексоров, демультиплексоров;

· Относительно высокая скорость обмена;

Использование этого интерфейса в задачах сбора и обработки измерительной информации целесообразно, если требуется высокая точность измерения и относительно низкие скорости.

· Ограниченная длина линий (15 м.);

Несимметричный сигнал (потенциальный).

2. В каких случаях целесообразно использование этого интерфейса?

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется очень широко.

§ подключение мыши;

§ подключение графопостроителей (плоттеров), сканеров, принтеров, диджитайзеров;

§ связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных с использованием специального кабеля и таких программ, как FastWire II или Norton Commander;

§ подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям;

§ подключение к сети персональных компьютеров.

Практически каждый компьютер оборудован хотя бы одним портом для последовательной передачи данных.

3. В каких случаях используется минимальная конфигурация нуль-модемного кабеля? максимальная?

Входы TxD и RxD используются устройствами DTE и DCE по-разному. Устройство DTE использует линию TxD для передачи данных, а линию RxD — для приема данных. И наоборот, устройство DCE использует линию TxD для приема, а линию RxD — для передачи данных.

Если понадобится соединить два персональных компьютера друг с другом, то необходимо произвести перекрестное соединение линий TxD и RxD. Однако часто этого недостаточно, т к. для устройств DTE и DCE функции, выполняемые линиями DSR, DTR, DCD, CTS и RTS, асимметричны. Устройство DTE подает сигнал DTR и ожидает получения сигналов DSR и DCD. В свою очередь, DCE подает сигналы DSR, DCD и ожидает получения сигнала DTR. Таким образом, если вы соедините вместе два устройства DTE, то они не смогут "договориться" друг с другом и осуществить процесс подтверждения связи.

Для решения этих проблем при соединении двух устройств типа DTE (DCE) используется специальный кабель, часто называемый нуль-модемом.

4. С помощью каких сигналов можно реализовать аппаратный протокол обмена?

При аппаратном управлении потоком для приостановки и последующего возобновления передачи используют специальные линии интерфейса

DCE могут использовать два типа аппаратного управления потоком: однонаправленный и двунаправленный. Однонаправленное аппаратное управление потоком аналогично методу управления XON/XOFF. Вместо передачи знака XOFF местному терминалу модем переводит в низкое логическое состояние уровень сигнала на линии CTS ("Готов к передаче").

При изменении уровня сигнала CTS, DTE прекращает передачу данных по последовательному порту. Передача данных возобновляется, когда DCE переводит уровень сигнала на линии CTS в высокое логическое состояние, что для последовательного порта аналогично передаче сигнала XON.

DTE может запретить DCE передавать данные в его сторону. Это возможно только тогда, когда действует двунаправленное аппаратное управление потоком. При таком управлении потоком линия CTS используется точно также, как и при однонаправленном управлении. Кроме того, DCE останавливает передачу данных к DTE, если последний переводит в низкое состояние уровень сигнала на линии RTS (105) ("Запрос передачи"). DCE возобновляет передачу при переходе уровеня сигнала на линии RTS в высокое логическое состояние. Для большинства применений эффективен однонаправленный метод управления потоком.

5. В каких случаях целесообразно использование программного протокола обмена? как?

Программный метод управления потоком, или метод XON/XOFF, заключается в следующем:

§ передача знака XOFF (код DC3h ASCII) по линии TxD (103) для сообщения местному или удаленному DTE о необходимости прерывания потока информации;

§ передача знака XON (код DClh ASCII) по линии RxD (104) для сообщения местному или удаленному DTE о необходимости восстановления потока информации.

Если управление потоком разрешено по канальному интерфейсу модема и по последовательному порту, и знак XOFF принят по каналу связи, то этот знак заставляет модем приостановить передачу данных из своего буфера в канал связи.

Буфер модема заполняется в процессе передачи данных местным DTE через последовательный порт. Если буфер заполнился, модем передает знак XOFF через последовательной порт, который сообщает местному DTE-устройству о необходимости прервать передачу. Местное DTE возобновляет передачу данных только в том случае, если оно принимает знак XON от модема или по каналу связи от удаленной системы (через местный модем). Это заставляет местное DTE-устройство возобновить передачу данных.

Преимущество этого метода заключается в возможности применения соединения между компьютером и модемом (DTE—DCE) с использованием небольшого числа проводников.

6. Какие ограничения на вид передаваемой информации характерны при программном протоколе обмена?

При передаче кода ASCII обычно XOFF кодируется 13h, а XON – 11h, хотя возможно использование других числовых значений, не встречающихся в передаваемых данных. Также возможна реализация программного протокола обмена с использованием сигналов DTR и DSR, доступ к которым обеспечивается через регистры управления модемом MCR и состояния модема MSR.

7. Как оценить скорость передачи при аппаратном и программном протоколах обмена?

Скорость передачи в зависимости от длины линии приемника и передатчика: от 115 кбит\с и менее.

В протоколе RS-232 существуют два метода управления обменом данных: аппаратный и программный.

Аппаратный метод управления реализуется с помощью сигналов RTS и CTS. Для передачи данных хост (компьютер) устанавливает сигнал RTS и ждет установки устройством сигнала CTS, после чего начинает передачу данных до тех пор, пока сигнал CTS установлен. Сигнал CTS проверяется хостом непосредственно перед началом передачи очередного байта, поэтому байт, который уже начал передаваться, будет передан полностью независимо от значения CTS. В полудуплексном режиме обмена данными (устройство и хост передают данные по очереди, в полнодуплексном режиме они могут делать это одновременно) снятие сигнала RTS хостом означает его переход в режим приема.

Программный метод управления заключается в передаче принимающей стороной специальных символов остановки (символ с кодом 0x13, называемый XOFF) и возобновления (символ с кодом 0x11, называемый XON) передачи. При получении данных символов передающая сторона должна соответственно остановить передачу или возобновить ее (при наличии данных, ожидающих передачи). Этот метод проще с точки зрения реализации аппаратуры, однако обеспечивает более медленную реакцию и соответственно требует заблаговременного извещения передатчика при уменьшении свободного места в приемном буфере до определенного предела.

8. Какими средствами можно реализовать мультиплексирование/демультиплексирование каналов в RS-232?

Внешний мультиплексор

9. Как обеспечивается электрическое согласование сигналов?

Преобразователи уровней

10. Какие технические средства необходимы для согласования внешних устройств с RS-232?

Связь с ПЭВМ осуществляется через адаптер, состоящий из преобразователя уровней и преобразователя кода. В зависимости от особенностей системы и функциональных устройств внутренний интерфейс может быть выполнен на базе параллельных и последовательных магистралей.

При разработке нестандартных магистралей в качестве преобразователя можно использовать программируемые адаптеры последовательного интерфейса. Однако для всех этих микросхем требуется процессорное управление. В качестве преобразователей уровней следует выбирать микросхемы, для работы которых требуется один источник питания, а в корпусе содержатся как приемники так и передатчики.

Возможна реализация преобразователя кода на универсальных сдвиговых регистрах, управление которыми осуществляется аппаратным формированием соот

Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 57 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая страница	\|	следующая страница ==>
Приложение Б. Романовские "капиталы" в Англии	\|	Сравнительная характеристика RS-485 и RS-422.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.145 сек.)