1.4 Линия, шина, магистраль

Линия – элемент системы, предназначенный для передачи сигнала. Физически это может быть дорожка печатной платы, провод, оптоволокно.

Шина - группа линий, близких по функциональному назначению.

Вся совокупность линий называется магистралью (либо системной шиной, системной магистралью).

Могут выделяться шины:

- Шина данных (ШД)

- Шина адреса (ША)

- Шина управления (ШУ)

- Шина сигналов состояния

- Шина команд настройки

Конструктивно шина представляет собой n проводников и один общий проводник (земля). Данные по шине передаются в виде слов, которые явля­ются группами бит.

В параллельной шине п бит информации передаются по отдельным линиям одновременно, в последовательной шине — по одной линии последовательно во времени. Параллельные шины выполняют в виде плоского кабеля, а последовательные — в виде коаксиального или волоконно-оптического кабеля. Коаксиальный кабель используют при передаче данных на расстояние до 100 метров, согласовывая передающие и приемные каскады с волновым сопротивлением линии. Волоконно-оптический кабель используют для передачи на большие расстояния.

Все основные блоки МПС соединены с единой параллельной шиной, кото­рая называется системной шиной SB (System Bus). Системная шина обычно содержит три шины: адреса, данных и управления.

1.5 Типы магистралей

Мультиплексированными называют шину и магистраль, если на одних и тех же линиях в разные интервалы времени присутствует различная информация: адрес и данные.

Основным достоинством мультиплексированной шины является уменьшение числа линий шины.

Примером мультиплексированной магистрали может служить магистраль VME, которая применяется в изделиях военного и аэрокосмического назначения.

Основными недостатками мультиплексированной шины являются:

- Увеличение количества линий управления.

- Усложнение интерфейсных блоков.

- Снижение быстродействия.

Соответственно, в системе оказываются либо 2 шины, либо 3. Получаются системы с 2-шинной (общая шина данных и адреса, мультиплексированная) или 3-шинной организацией (ША, ШД, ШУ).

Два и более процесса называются синхронными, если их длительность ограничивается некоторым интервалом времени, а смена состояний этих процессов взаимонезависима.

Процессы называются асинхронными, если смена состояний одного процесса приводит к смене состояний другого процесса, то есть можно говорить об отношении предшествования одного процесса другому.

В таком случае смена состояний взаимозависима, а на длительность процессов не накладывается слишком жестких ограничений.

В асинхронных магистралях обязательно должен присутствовать сигнал обратной связи.

Магистрали бывают:

- синхронными;

- асинхронными;

- синхронно-асинхронными.

Магистраль	Описание
Синхронная	Обладает высоким быстродействием, но темп обмена в таких магистралях выбирается из возможностей самого медленного устройства.
Асинхронная	Темп обмена выбирается для каждого устройства индивидуально, т.к. в магистралях присутствует сигнал обратной связи – сигнал подтверждения, квитирования. Но данная система обладает потенциально меньшим быстродействием, большим набором сигналов управления, более сложными интерфейсными узлами и склонностью к зависанию (модуль вышел из строя и процессор находится в режиме ожидания). Для борьбы с зависаниями выделяют время системного тайм-аута (10-15 мкс), по истечении которого возникает прерывание.