Интерфейсы ЭВМ

Одним из центральных, определяющих моментов в проектировании ЭВМ является выбор совокупности унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации алгоритмов взаимодействия различных функциональных устройств. Такими средствами являются интерфейсы. Стандартизации в интерфейсе обычно подлежат: форматы передаваемой информации, команды и состояния, состав и типы линий связи, алгоритм функционирования, передающие и приемные электронные схемы, параметры сигналов и требования к ним, конструктивные решения.

К основным характеристикам интерфейса относят: функциональное назначение, тип организации связей, принцип обмена информацией, способ обмена, режим обмена, количество линий, число линий для передачи данных (разрядность), количество адресов, количество команд, быстродействие, длину линий связи, число подключаемых устройств (нагрузочная способность), тип линии связи.

По функциональному назначению интерфейсы разделяют на магистральные (внутримашинные), внешние интерфейсы периферийных устройств, системные (интерфейсы локальных сетей).

По типу организации связей интерфейсы подразделяют на магистральные, радиальные, древовидные, радиально-магистральные.

По принципу обмена информацией – с параллельной, последовательной и параллельно-последовательной передачей информации.

По режиму обмена информацией – с симплексным (только один из абонентов может в любой момент времени инициировать передачу информации), полудуплексным (любой абонент может начать передачу информации другому, если линия связи интерфейса свободна), дуплексным (когда каждый абонент может начать передачу информации другому в любой момент времени) и мультиплексным (когда в каждый момент времени связь может быть осуществлена между парой абонентов в любом, но единственном направлении от одного к другому) режимами обмена.

По способу передачи информации во времени различают интерфейсы с синхронной передачей данных (с постоянной временной привязкой в цикле сбора информации) и с асинхронной (без постоянной временной привязки к определенному временному интервалу цикла сбора). В первом случае передача синхронизируется специальными синхроимпульсами в виде последовательности прямоугольных импульсов. Во втором – управляющими сигналами ГОТОВНОСТЬ к обмену, НАЧАЛО, КОНЕЦ, КОНТРОЛЬ обмена.

В качестве примера магистральных интерфейсов можно привести асинхронные мультиплексные интерфейсы с параллельным способом передачи: 8-разрядные интерфейсы Microbus, Z-bus, шина iSBX, ISA; 16-разрядные интерфейсы Unibus (отечественный аналог ОШ), Multibus, Q-bus, EISA; 32-разрядные интерфейсы Versabus, VESA, VESA-2, PCI. В качестве интерфейсов периферийных устройств наиболее широкое распространение получили последовательные интерфейсы RS-232 и USB и параллельный интерфейс Centronix. В микропроцессорной технике для согласования микросхем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, памяти и прочих с микропроцессорами и микроконтроллерами широко используются последовательные интерфейсы I2C и SPI. Для программирования внутренней памяти программ микроконтроллеров используется интерфейс JTEG.

Следует отметить, что в составе микропроцессорных комплектов имеются специальные интерфейсные БИС, обеспечивающие совместимость по электрическим, конструктивно-технологическим и эксплуатационным параметрам процессорного модуля с внешними устройствами. Каждый микропроцессорный комплект характерен наличием, как правило, параллельных и последовательных интерфейсных устройств, выполненных в виде отдельных микросхем, представляющих собой регистры, буферные схемы и специализированные контроллеры. Такие устройства могут быть программируемыми и применяться для двунаправленной передачи данных и сигналов управления. Такие микросхемы используются как шинные формирователи для организации внутримашинных магистралей ЭВМ и как внешние интерфейсы периферийных устройств.

Дата добавления: 2014-12-07