Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

бированием, использующая синхронный принцип, и пе­ редача с квитированием, в которой используется асин­ хронный принцип передачи.

На рис. 10-4 приводится временная диаграмма для передачи информации со стробированием. Информация передается по шинам Ши...,Шп в интервале времени, когда сигнал на шине Ш0 соответствует 1. При нулевом

Рис. 10-4. Передача информации со стробиро­ ванием

сигнале на шине Ш0 сигналы на шинах Ши..., Шп не имеют смысла.

Для гарантированной передачи данных по шинам Шп передаваемый код на этих шинах устанавли­ вается как минимум на время ДГ раньше, чем появляет­ ся единичный сигнал на шине Ш0. Снятие передаваемого кода с шин Ш1,..., Шп может закончиться на время АТ позже времени установления нулевого состояния на ши­ не Ш0. На рисунке приведены необходимые временные

соотношения между сигналами.

Передача параллельного кода по нескольким шинам с квитированием представлена на рис. 10-5. Отличие этого метода передачи информации от предыдущего со­ стоит в том, что минимальная продолжительность сиг­ налов единичного и нулевого состояния на шине Ш0 определяется временем поступления ответных сигналов от У2 к Уі через дополнительную шину Шп+\.

532

При передаче информации с квитированием перед­ ний фронт сигнала (установка единичного состояния) на шине Ш0 сигнализирует устройству У2, что устройст­ во У1 подготовило передаваемую информацию на ши­

Рис. 10-5. Передача информации с квитированием.

ло передаваемую информацию. Восприняв передний фронт сигнала по шине Шп+\, устройство Уі снимает информацию с шин Ш\, ..., Шп и гасит сигнал на ши­ не Ш0, задний фронт которого сигнализирует устройст­ ву У2 об окончании передачи данных. После снятия сиг­ нала на шине Ш0 устройство У2 гасит сигнал на шине Шп+1, задний фронт которого сигнализирует устройству У1 о готовности устройства У2 к приему следующей пор­ ции данных.

Передача с квитированием обычно используется, когда приемное устройство У2 не всегда готово к при­ ему информации (занято выполнением других опера­ ций). Этот способ передачи применяется в интерфейсе периферийных устройств в вычислительных системах IBM 360, ЕС ЭВМ и др.

Передача со стробированием используется главным образом для пересылок информации внутри устройства,

533

например между триггерными регистрами. В этом слу­ чае еще в процессе проектирования устройства можно для передачи информации выбрать такие моменты вре­ мени, когда участвующие в передаче элементы свобод­ ны и готовы к этой операции.

10-3. О Р Г А Н И З А Ц И Я С И С Т Е М Ы Ш И Н И Н Т Е Р Ф Е Й С А

В предыдущем параграфе были рассмотрены мето­ ды передачи информации между двумя устройствами. Однако при проектировании вычислительных систем приходится решать более сложную задачу — организа­ цию передачи информации в группе взаимосвязанных устройств. Наиболее характерным является случай цент­ рализованной связи, когда в группе устройств У0, Уи • ■•

..., У„ передача информации производится только меж­ ду устройством Уо и одним из устройств Уи ..., Уп, при­ чем одновременно в сеансе связи участвует только одно из устройств У1, ..., Уп- Примером является передача информации между каналом и периферийными устрой­ ствами.

При организации связи группы устройств возникает необходимость в обеспечении адресации и идентифика­ ции устройств У1, ..., Уп- Адресация в данном случае есть способ, посредством которого центральное устрой­ ство У0 может выбрать для сеанса связи любое из устройств У\, ..., Уп. Адресация является, например, со­ ставной частью процедуры начальной выборки, которая выполняется каналом при обращении к периферийному устройству. Идентификация состоит в определении цент­ ральным устройством того периферийного устройства, которое запрашивает сеанс связи. Идентификация вхо­ дит в состав процедуры обслуживания каналом пери­ ферийных устройств.

Адресация и идентификация устройства осуществля­ ется путем передачи соответствующей информации по шинам интерфейсов.

Различные способы выполнения шин интерфейса можно классифицировать следующим образом:

система индивидуальных шин; система коллективных шин;

комбинированная система индивидуальных и кол­ лективных шин.

534

Наиболее надежной является система индивидуаль­ ных шин, поскольку выход из строя одной группы шин не влияет на работу других устройств. В случае инди­ видуальных шин упрощаются адресация и идентифика­ ция, но велики затраты оборудования. Система инди­ видуальных шин используется в основном для связи вычислительной системы с устройствами технологиче­ ской автоматики.

Система коллективных шин имеет меньшую надеж­ ность, но при необходимости организации связи с боль­ шим числом устройств такое выполнение шин значи­ тельно экономит оборудование.

При коллективных шинах к одному интерфейсу мо­ гут быть подсоединены передающее устройство и не­ сколько приемных устройств или несколько передаю­ щих устройств и только одно приемное устройство. Кол­ лективные шины интерфейса возможны в том случае, если передача между различными устройствами систе­ мы происходит по единым установленным правилам. В интерфейсе периферийных устройств современных вы­ числительных систем используется система коллектив­ ных шин. В некоторых случаях используется комбини­ рованная система индивидуальных и коллективных шин. Это позволяет использовать достоинства обоих способов выполнения шин.

Ниже в данном параграфе описываются системы с ин­ дивидуальными и коллективными шинами и рассматри­ вается, как производится адресация и идентификация пе­ риферийного устройства Уі центральным устройством Уо.

На рис. 10-6 представлена система с индивидуальны­ ми шинами. Жирными линиями изображены шины, по которым передается информация.

Центральное устройство Уо с любым устройством Уі связывается с помощью индивидуальных шин А { и ß*.

В центральном устройстве Уо имеется ряд переклю­ чателей Si, которые используются для подключения шин Ві к устройству Уо. На рисунках этого параграфа пере­ ключатели изображены в виде электромеханических контактов, однако, как правило, такие переключатели реализуются в виде электронных устройств, осущест­ вляющих необходимые коммутации шин.

Для адресации Уі устройство Уо должно включить соответствующий переключатель Sj.

535

Идентификация устройства У; осуществляется сле­ дующим образом: сначала устройство У» возбуждает сигнал требования на шине Л,, затем соответствующий узел уQi устройства Уо определяет, от какого устройства пришел сигнал требования. Как только устройство У0 будет готово к обмену информацией, замыкается пере­ ключатель Si и начинается передача данных. Передача

информации производится одним из методов, рассмот­ ренных в § 10-2.

Система с индивидуальными и коллективными ши­ нами представлена на рис. 10-7. В этом случае передача

который используется для подключения У, к коллектив­ ным шинам В. Этими переключателями Si управляет центральное устройство Уо с помощью сигналов, пере­ даваемых по индивидуальным шинам С,. Выдача управ­ ляющих сигналов на шины Сі производится при вклю­ чении соответствующих переключателей 7\ устройства

Для адресации Угустройство Уо замыкает соответ­ ствующий переключатель Ті и через индивидуальную

536

управления у і0 после приема по шине команды про­ изводит включение переключателя 5г. В результате устройство У0 и соответствующее устройство У, подго­ товлены к передаче информации по коллективным ши­ нам В.

Рис. 10-7. Система с индивидуальными и коллективными шинами. Вариант 1.

Рис. 10-8. Система с индивидуальными и коллективными шинами. Вариант 2.

537

Идентификация устройства Уі, запросившего сеанс связи сигналом на шине А і, производится узлом управ­ ления уоі, входящим в состав устройства У0.

Другой вариант системы с индивидуальными и кол­ лективными шинами представлен на рис. 10-8. В этом варианте коллективные шины В последовательно про­ ходят через все устройства У*. В каждом устройстве У* шины В проходят через переключатели 5 И и S 2i, которые находятся в таком положении, что У, не может ни пере­ давать, ни принимать информацию через шины В. На­ значение индивидуальных шин А і, Сі, переключателей

Рис. 10-9. Система с коллективными шинами. Вариант 1.

Ті, узлов управления у0і и уіо такое же, как и в предыду­ щем варианте комбинированной системы шин. Адресация

Система с коллективными шинами представлена на рис. 10-9. В каждом устройстве Уі имеется переключа­ тель Si, который используется для подключения Уі к коллективным шинам В. Переключение Si произво­ дится узлом управления і/;о- Коллективная шина А ис­ пользуется для передачи сигналов требования связи от устройств Уі в центральное устройство У0.

Для адресации Уі устройство У0 вместе с сигналом начала работы передает код номера устройства У,-. Эти

538