Стробирование сигналов на шинах данных.
Т.к. шина – это набор проводников, то под воздействием различных элементов на эти проводники, могут возникать паразитные сигналы, что в конечном счете может приводить к сбою в работе системы. Классический способ борьбы с паразитными наводками на шине является стробирование.
Суть:
Выставленная на разъемы проводников шины полученная информация сопровождается специальным импульсом, который называется стробом. Приемник начинает воспринимать сигнал на своем входе только при наличии строба. Заметим, что это практически тот же синхронный способ передачи, только полезных сигналов присутствует не 1 а несколько ( в соответствии с размерами шины), а строб 1 вырабатывается на одну посылку. Стробирующий сигнал вырабатывается однократно на одну информационную посылку, которую и сопровождает в этом случае. Временная диаграмма в этом случае выгладит следующим образом:
Т.к. шина имеет большую разрядность (8, 16, 32 бита), то в зависимости от передаваемого кода на некоторых _________ на некоторые положительные сигналы (см. рисунок). Строб сигнал должен возникать тогда, когда переходные процессы по установке сигналов на отдельных проводниках шины закончились и строб должен быть снят в момент времени t2 до того момента, когда сигналы на информационных шинах начнут сниматься, чтобы не произошло случайного неправильного считывания сигнала. Т.е. длительность строба должна быть меньше времени существования информационных сигналов на линиях шины.
Строб имеет 2 характеристики: фронт и уровень.
Стробирование приема может быть устроено как про фронту стробирующего сигнала, так и по его уровню. Это зависит от того, как устроен узел считывания данных с линии в приемник. У каждого из этих способов есть достоинства и недостатки.
Если разрешение на чтение информации с шины данных выполняется по фронту стробирующего сигнала, то скорость передачи данных по шине может быть высокой, т.к. стробирующий импульс может быть узким и соответственно частота их возникновения может быть высокой. Но при этом оказывается высокой вероятность срабатывания приемного устройства от паразитного сигнала, если тот возникает на высокой частоте. Способ стробирования по уровню обладает низкой скоростью обмена, т.к. в этом случае стробы должны иметь некоторую ощутимую длительность дельта t. Именно при наличии определенного уровня стробирующего сигнала, в течение промежутка времени дельта t означает, что приемник может считать данные с линии. Помехозащищенность в этом случае более высокая, т.к. паразитные наводки существенно короче длительности строба дельта t, случайного срабатывания не происходит. Следует отметить, что с точки зрения программирования, обменом данных по шине управлять стробированием по опросу существенно труднее, т.к. стробирующие импульсы очень короткие
В случае стробирования по уровню, возможностей у программистов намного больше.
Передача данных по шине по методу «запрос-ответ»
Поскольку при передаче данных по шине участвует 2 устройства (передатчик с приемником), то для повышения достоверности передачи данных эти устройства обмениваются служебными сигналами. Это позволяет передатчику удостовериться в том, что приемник действительно получил данные. Временная диаграмма обмена сигналами выглядит следующим образом.
Перед началом сеанса обмена данными, ведущее устройство (передатчик) убеждается в отсутствии строба на линиях ответа. Когда строба нет, то это означает, что предыдущий цикл обмена данными завершен, тогда ведущее устройство может выставить свои данные на шине. На диаграмме это момент времени t. Затем ведущее устройство выдерживает некий промежуток времени t, в течение которого переходные процессы закончатся и сигналы данных на своих шинах установятся. По истечению времени t, передатчик выставляет на шину сигнал запроса, по которому в момент времени t2 принимающее устройство начинает читать данные. Когда данные прочитаны, приемное устройство выставляет на линию ответа свой ответный сигнал в момент времени t2. Для передатчика это служит подтверждением (квитанцией) того, что данные прочитаны верно. Передатчик постоянно сканирует линию ответа и когда видит снятие сигнала запроса, принимает решение о завершении процедуры передачи данных. Завершение процедуры приводит к снятию передатчикам сигнала запроса в момент времени t4.
Приемник постоянно сканирует линию запроса сигнала, и когда видит в момент t4 снятие запросного сигнала, также уходит на завершение и снимет сигнал ответа в момент времени t5. Передатчик снимает свои данные в момент времени t6 и тогда линия снова готова к следующему циклу обмена данными. Поскольку данный способ не предполагает жестких временных решений по длительности сигнала запроса и ответа, то это означает, что передатчик и приемник могут иметь скорость обмена, которая существенно отличается друг от друга, т.е. здесь удобно организовать обмен данными с разноскоростными устройствами.