- •Путилин а.Б. Организация эвм и систем
- •Глава 11. Общая характеристика микропроцессоров 154
- •Глава 12. Интерфейсы программно-модульных и
- •Глава 13. Интерфейсы и шины персональных эвм 221
- •Введение
- •Глава 1 Представление информации в информационных системах
- •1.1. Понятие об информации и информационных процессах
- •1.2. Сигналы и информация
- •1.3. Виды информации и их классификация
- •1.4. Структура информации
- •1.5. Дискретизация сигналов при вводе в эвм
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2 Аналоговые вычислительные устройства
- •2.1. Методы моделирования
- •2.2. Методы построения аналоговых вычислительных устройств
- •2.3. Основные характеристики аву
- •2.4. Функциональные устройства
- •2.5. Суммирующие и вычитающие устройства
- •2.6. Дифференцирующие устройства
- •2.7. Интегрирующие устройства
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3 Цифровые вычислительные устройства
- •3.1. Основные понятия и определения цифровой вычислительной техники.
- •3.2. Характеристики эвм
- •3.3. Поколения эвм
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4 Математическое введение в цифровую вычислительную технику.
- •4.1. Системы счисления, используемые в эвм
- •4.2. Формы представления числовой информации в эвм
- •4.3. Машинные коды чисел
- •4.4. Кодирование алфавитно-цифровой информации
- •4.5. Элементы алгебры логики
- •4.6. Функционально полные системы
- •4.7. Минимизация функций алгебры логики
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5 Комбинационные цифровые устройства
- •5.1. Понятие о комбинационных и последовательностных цифровых устройствах
- •5.2. Базовые интегральные логические элементы
- •5.3. Синтез кцу
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6 Типовые кцу
- •6.1. Дешифраторы
- •6.2. Шифраторы
- •6.3. Мультиплексоры
- •6.4. Сумматоры
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7 Анализ работы кцу
- •7.1. Быстродействие кцу
- •7.2. Состязания в кцу
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8 Понятие о пцу
- •8.1. Основные определения и структура пцу
- •8.2. Классификация триггеров
- •8.3. Асинхронный rs-триггер с прямыми входами
- •8.4. Синхронный rs–триггер со статическим управлением
- •8.5. Универсальный jk–триггер
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9 Типовые пцу
- •9.1. Регистры
- •9.2. Cчетчики
- •9.3. Сумматоры на основе пцу
- •9.4. Построение запоминающих устройств
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10 Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •10.1. Аналого-цифровые преобразователи (ацп)
- •10.2. Ацп с интегрированием
- •10.3. Ацп c последовательным сравнением
- •10.4. Ацп с преобразованием измеряемой величины в кодируемый временной интервал
- •10.5. Ацп двоичного поразрядного уравновешивания
- •10.6. Основные характеристики ацп
- •10.7. Цифро-аналоговые преобразователи (цап)
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11 Общая характеристика микропроцессоров
- •11.1. Использование микропроцессоров в иит
- •11.2. Структура микропроцессоров
- •11.3. Классификация микропроцессоров
- •11.4. Программное управление мп
- •11.5. Особенности построения модульных мп
- •11.6. Принципы организации эвм с использованием мп
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12 Интерфейсы информационных и вычислительных систем
- •12.1. Назначение и характеристики интерфейсов
- •12.2. Принципы организации интерфейсов
- •12.3. Классификация интерфейсов
- •12.4. Системные интерфейсы мини- и микроЭвм. Общая характеристика системных интерфейсов
- •12.5. Интерфейсы мини- и микроЭвм рдр –11
- •12.6. Интерфейсы мини- и микроЭвм nova
- •12.7. Интерфейсы 8- и 16-разрядных микроЭвм
- •12.8. Устройства согласования системных интерфейсов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13 Малые интерфейсы стандартных устройств
- •13.1. Общая характеристика
- •13.2. Интерфейс ирпр
- •13.3. Интерфейс ирпс
- •Глава 14
- •14.1. Программно-модульный интерфейс iec 625-1. Общая характеристика интерфейса
- •14.2. Логическая организация интерфейса
- •14.3. Схемы поддержки и бис для интерфейса
- •14.4. Локальные системы на базе интерфейса
- •14.5. Интерфейсы магистрально-модульных и мультимикропроцессорных систем. Развитие интерфейсов системы камак
- •14.6. Интерфейсы системы Multibus
- •14.7. Интерфейс системы Fastbus
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15 Интерфейсы и шины персональных эвм
- •15.1. Общая характеристика интерфейсов
- •15.2 Последовательный и параллельный интерфейсы
- •15.3. Универсальная последовательная шина usb
- •Топология
- •Кабели и разъемы
- •15.4. Интерфейс портативных компьютеров (pcmcia)
- •15.5. Шины персональных компьютеров эвм серии pc/at
- •Факс-модем
- •Принтер
- •15.6. Локальные шины (Local bus и vl-bus)
- •15.7. Интерфейс FireWare
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Термины и определения
12.4. Системные интерфейсы мини- и микроЭвм. Общая характеристика системных интерфейсов
Системные (или машинные) интерфейсы предназначены для объединения составных блоков ЭВМ в единую систему. Тенденции развития системных интерфейсов определялись необходимостью существенного увеличения процента операций ввода-вывода, номенклатуры и числа передающих устройств (ПУ). В связи с ростом удельного объема интерфейсного оборудования в составе мини- и микроЭВМ ужесточились требования к унификации и стандартизации интерфейсов.
Характерная особенность системных интерфейсов – возможность интерфейсов функционировать в нескольких режимах взаимодействия, что влияет на функциональный состав систем шин. Основными режимами взаимодействия являются ввод-вывод по программному каналу и по каналу прямого доступа в память (КПД). Традиционно на КПД возлагаются функции разгрузки процессора по передаче информации, а настройка КПД и обработка прерываний УВВ осуществляется под программным управлением процессора. Появление КПД в составе мини-ЭВМ было результатом компромисса между требованием простоты схемного оборудования и желанием повысить производительность ЭВМ за счет совершенствования систем ввода-вывода (СВВ). Совершенствование технологии сделало экономически обоснованным применение в составе мини- и микроЭВМ микропрограммируемых КПД на базе микропроцессоров (МП).
Интерфейсы микроЭВМ отличаются от интерфейсов мини-ЭВМ прежде всего ограничениями функционального и конструктивного характера. К ним относятся необходимость минимизации внешних выводов БИС, низкая мощность выходных сигналов, а также упрощение и удешевление самой микроЭВМ. Благодаря высокому уровню интеграции и универсальности составных блоков микроЭВМ обеспечивается минимальная номенклатура блоков. Как правило, это микропроцессор, модули ОЗУ, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и ввода-вывода со встроенной интерфейсной частью.
В структуре связей микроЭВМ формируется внутренний интерфейс, объединяющий БИС микропроцессора, модулей ОЗУ, ПЗУ, управление вводом-выводом и внешний интерфейс, обеспечивающий сопряжение между внутренней шиной и ПУ.
При организации системных интерфейсов микроЭВМ характерна тенденция к минимизации числа шин за счет широкого использования их с разделением времени (мультиплексирование). Наиболее часто совмещаются линии адреса и данных, уменьшается число шин приоритетной выборки и упрощается процедура селекции.
Основные показатели СВВ и системных интерфейсов: тип и число КПД; возможность непосредственного обмена данными между ПУ, минуя процессор; число уровней приоритета; возможности системы адресации; максимальная скорость передачи при максимальной длине связей; число линий в системе шин. Выбор для микроЭВМ варианта системного интерфейса – это компромисс между простотой и обеспечением максимальной пропускной способности и производительности СВВ.
В качестве признака, характеризующего структуру связей в мини- и микроЭВМ, можно использовать степень совмещения информационных магистралей, операционных регистров (внутренних информационных шин процессора), ОЗУ, УВВ.
По функциональным возможностям, определяющим области их применения, системные интерфейсы могут разделяться соответственно по совокупности значений двух показателей: времени взаимодействия Т и максимальному расстоянию L взаимодействия между составными элементами на шине. При этом Т – время доступа процессора к ПУ, необходимое для пересылки информации, L – максимально возможная длина магистрали. В соответствии со значением {T, h} системные интерфейсы могут быть внутриплатными и сосредоточенными (L 0,5 м, Т1мкс), локально-сосредоточенными (L 0,5 м, Т 10 мкс), локально-распределенными (15 L 300 м, 5 мкс Т100 мкс). В табл. 12.10 приведены системные интерфейсы, сгруппированные по функциональным возможностям.
Таблица 12.10 Классификация системных интерфейсов по назначению
Назначение |
Тип интерфейса |
Внутриплатные СВВ |
Microbus, модификация Q-bus, Интербис |
Сосредоточение СВВ |
Q-bus персональных ЭВМ РДР-11, магистраль мини-ЭВМ Nova, Microbus 8- разрядных МВС, Multibus 1 16- разрядных МВС |
Локально – сосредоточенные СВВ |
Q-bus микроЭВМ LSI-11, И41 микроЭВМ СМ1800 |
Локальные СВВ |
Unibus мини-ЭВМ РДР-11,”Общая шина” СМ ЭВМ |
Локально – распределенные СВВ |
Последовательная магистраль Micro Nova |
Примечание. МЕС – модульная ВС.
Указанные границы значений показателей могут быть расширены в результате применения дополнительных технических средств: расширителей и ретрансляторов, которые обеспечивают удлинение системной магистрали и позволяют увеличить нагрузочную способность. При построении ретрансляторов выполняют либо непосредственную параллельную передача всех сигналов шины, либо дополнительное их преобразование в последовательный код с последующим последовательно-параллельным преобразованием на приемном конце.
Таким образом, основная тенденция развития системных интерфейсов заключается в ориентации на универсальность в использовании, что обеспечивает широкие функциональные возможности в идеологии построения ВС. Повышение уровня стандартизации интерфейсов позволит резко снизить стоимость и увеличить объем массового производства микроЭВМ.