4. Организация интерфейса
Одним из основных структурных элементов ЭВМ является ИНТЕРФЕЙС. ИНТЕРФЕЙС(ИФ) – совокупность линий, шин, магистралей и правил приёма и передачи данных в ЭВМ. Так как ЭВМ это сложная система то задачи интерфейса на каждом уровне организации свои.
4.1. Уровень лэ
Цель интерфейса на логическом уровне это передать информацию с максимальным быстродействием и минимальной сложностью. На любом уровне интерфейс предназначен для передачи одной структурной единицы информации(СЕИ).
Рисунок 16. Организация передачи СЕИ
Логическая линия состоит из двух электрических, так как для передачи тока нужен контур. Рассмотрим работу линии передачи информации, изображенной на рисунке 16:
- Если y = 0 то «0» на выходе
- Если у = 1 то на выходе Uвых лэ1 , где y есть управляющий сигнал.
Роль логического ключа может выполнять коньюнктор, таблица истинности которого представлена на рисунке 17.
-
а
y
В
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
Рисунок 17. Таблица истинности коньюнктора
Как видно из таблицы коньюнктор выполняет функцию логического умножения в = а&y. Если в роле логического ключа использовать коньюнктор, то рисунок 16 можно представить в виде:
Рисунок 18. Использование коньюнктора в качестве логического ключа
В реальных устройствах на логическом уровне могут быть задачи: «Из двух элементов необходимо в третий передать адресно 1 Бит информации». Для решения таких задач применяют логический коммутатор, который называют МУЛЬТИПЛЕКСОР(см.рис.19).
.
Рисунок 19. Мультиплексор
На рисунке 19 представлен мультиплексор линии с организацией 2 на 1(МПРл 2х1). Управляющий сигнал у выполняет роль адреса, с помощью него определяется какой из источников должен быть на выходе:
- если у = 1, то с = а;
- если у = 0, то с = в.
Часто возникает потребность развести адресно не 2, а например 4-е источника информации, для чего используют уже двухразрядный адрес. Если количество ИИ равно 8, то адрес трехразрядный.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ – служат для адресного распределения информации от источника к тем или иным приёмникам. На логическом уровне распределитель называют «ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРОМ»
Рисунок 20. Демультиплексор
На рисунке 20 представлен Демультиплексор линии с организацией 1 на 2 (ДМПРл 1х2). В данном случае управляющий сигнал у определяет адрес приемника, подключаемого к источнику информации:
- у = 0, с = а;
- у = 1, в = а;
Мультиплексор и демультиплексор предназначены для управляемой передачи информации с максимальным быстродействием. Быстродействие на логическом уровне определяется задержкой логических элементов τлэ. Таким образом, получаем, что максимальное быстродействие на логическом уровне достигается за счет минимизации количества логических каскадов.