Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Интерфейс (interface) — совокупность средств сопряжения и связи, обеспечивающая эффективное взаимодействие систем или их частей. В интерфейсе обычно предусмотрены вопросы сопряжения на механическом (число проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов и т. п.) и логическом (сигналы, их длительность, полярность, частоты и амплитуда, протоколы взаимодействия) уровнях. В современных интерфейсах для формирования стандарта подключения устройств к системе широко используются наборы микросхем, генерирующих стандартные сигналы. Это существенно усложняет и удорожает не только сам интерфейс, но и компьютер в целом.
Организация интерфейсов определяется способность передачи информации: параллельные или последовательные цифровые сообщения могут передаваться последовательной или параллельно-последовательной форме, соответственно интерфейсы могут делиться на последовательные и параллельные.
В последовательном интерфейсе передача данных осуществляется всего по одной линии, хотя общее число линий может быть больше. В этом случае по линиям предаются сигналы синхронизации и управления. Интерфейс последовательного типа характеризуется относительно набольшими скоростями передачи и низкой стоимостью сети связи. Они могут применяться для подключения низкоскоростных ПУ, расположенных на значительном расстоянии от ядра ЭВМ.
В параллельных интерфейсах передачи сообщений выполняется последовательными квантами, содержащими м бит, каждый квант передается одновременно по точным линиям, величина м называется шириной интерфейса и обычно кратна байту. Наиболее распространенны параллельные интерфейсы, в котором м=8 или м=16.
Можно выделить 4 шины интерфейса: интерфейс основной (оперативной памяти); интерфейс «процессор-канал»; интерфейс «ввода-вывода» (интерфейс переф. Устройств); интерфейс периферийных аппаратов (малый интерфейс)
Через интерфейс основной памяти производиться обмен информации между ОП с одной стороны и процессором и каналом ВВ – с другой стороны.
Интерфейс «процессор-канал» предназначен для передачи информации между процессором и КВВ.
Через интерфейс «ввода-вывода» происходит обмен информацией между каналами и УПУ.
Через «малый» интерфейс осуществляется передача между УПУ и ПУ (УПУ – унифицированные ПУ – адаптеры).
Наиболее быстродействующими являются интерфейс «процессор-канал» из ОП информация передается словами и словами двойной длины (4-8 байт). Через интерфейс В-В информация передается байтами или парами байт. При проектировании ЭВМ стараются унифицировать интерфейс, обеспечение сопротивление с ПУ (инт. В-В).
Используются два метода передачи информации (дискретных сигналов) между устройствами ЭВМ:
- синхронный метод:
|
ло: у1 –у2 0 0
1
Передающее устройство у1 устанавливает одно из двух возможных составлений сигнала (0 или 1) и поддает его в течение определенного времени, заранее выбранного, по истечению которого состояние сигнала на передающей стороне может быть изменено. Время передачи сигнала складывается из времени распространения сигнала по линии ЛО и времени распространения к фиксации сигнала в регистре приемного устройства у2. Для период
синхронной передачи информации должно выполняться условие tay>=T (Т- максимальное время передачи сигнала)
- асинхронный метод:
Л0
Л1
л0: у1 – у2
л1: у2 – у1
>=тау >=t >=t >=t
Tay>=2t tay>=2t
Устройство у1 устанавливает коду состояние сигнала на Л0, а у2 после приема нового состояния информирует об этом у1 изменением сигнала на Л1.. Передающее устройство снимает передаваемый сигнал, т.о. период t является переменным и для выполнения условия tay>=2t, где t-время передачи нового состояния сигнала в один конец связи (2t<<T).
Параллельный код может передаваться двумя способами:
1. со стробированием, при котором используется синхронная передача.
2. с квитированием – использование асинхронной передачи
Внутримашинный интерфейс — система связи и сопряжения узлов и блоков компьютера между собой. Представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.
Существуют два варианта организации внутримашинного интерфейса:
-многосвязный интерфейс: каждый блок ПК соединен с прочими блоками своими локальными проводами; многосвязный интерфейс иногда применяется в качестве периферийного интерфейса (для связи с внешними устройствами ПК), дополняющего системный, а в качестве системного — лишь в некоторых простых компьютерах;
-односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину).
В подавляющем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина. Шина (bus) — совокупность линий связи, по которым информация передается одновременно. Под основной, или системной, шиной обычно понимается шина между процессором и подсистемой памяти. Шины характеризуются разрядностью и частотой. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, то есть максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-, 16-, 32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает.
Разрядность или ширина шины (bus width) — количество линий связи в шине, то есть количество битов, которое может быть передано по шине одновременно.
Тактовая частота шины (bus frequency) — частота, с которой передаются последовательные биты информации по линиям связи.
В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться:
-шины расширений — шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;
-локальные шины, часто специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видеосистем.
В компьютерах широко используются также периферийные шины — интерфейсы для внешних запоминающих и многочисленных периферийных медленно действующих устройств.
Интерфейсная часть МП предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд. Интерфейсная часть включает в свой состав:
-адресные регистры МПП;
-узел формирования адреса;
-блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП;
-внутреннюю интерфейсную шину МП;
-схемы управления шиной и портами ввода-вывода.
Некоторые из названных устройств, такие как узел формирования адреса и регистр команды, непосредственно выполняемой МП, функционально входят в состав устройства управления.
Порты ввода-вывода — это пункты системного интерфейса ПК, через которые МП обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов у МП может быть 65 536 (равно количеству разных адресов, которые можно представить числом формата «слово»). Каждый порт имеет адрес — номер порта; по существу это адрес ячейки памяти, являющейся частью устройства ввода-вывода, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера.
Порту устройства соответствуют аппаратура сопряжения и два регистра памяти — для обмена данными и управляющей информацией. Некоторые внешние устройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену. Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер, сопроцессор и т. д.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.
Схема управления шиной и портами выполняет следующие функции:
-формирование адреса порта и управляющей информации для него (переключение порта на прием или передачу и т. д.);
-прием управляющей информации от порта, информации о готовности порта и его состоянии;
-организация сквозного канала в системном интерфейсе для передачи данных между портом устройства ввода-вывода и МП.
Схема управления шиной и портами использует для связи с портами кодовые шины инструкций, адреса и данных системной шины: при доступе к порту МП посылает сигнал по кодовой шине инструкций (КШИ), который оповещает все устройства ввода-вывода, что адрес на кодовую шину адреса (КША) является адресом порта, а затем посылает и сам адрес порта. Устройство с совпадающим адресом порта дает ответ о готовности. После чего по кодовой шине данных (КШД) осуществляется обмен данными.
Дата публикования: 2015-02-18; Прочитано: 7100 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!