Interfețe, iLab
Interfețe. Concepte de bază și definiții
Computerul cuprinde în plus un procesor (CPU) și memoria principală, formând nucleul său, numeroase și variate între funcțiile și principiile dispozitivelor periferice (PD) care funcționează pentru stocarea Parcels mari pe informații (dispozitiv de stocare extern) și de intrare în calculator și din ea informații, inclusiv înregistrarea și afișarea acesteia (dispozitive IO). Transmiterea informațiilor de pe dispozitivul periferic în miezul computerului (procesor sau memorie) numită operație de intrare, iar nucleul dispozitivului periferic computerului pentru a transfera - O operație. Performanța și eficiența de utilizare a calculatorului este determinată nu numai de capacitatea procesorului și performanța de memorie principală, dar într-un grad foarte mare compoziția PU sale, datele tehnice ale acestora și modul lor de organizare a muncii cu nucleul (CPU și memoria principală) gazdă. Dispozitivele de calculator comunica unele cu altele, prin utilizarea de interfețe în calcul numite interfețe. Interface - este un set de linii și autobuze, semnale, circuite electronice și algoritmi, concepute pentru a face schimb de informații între dispozitive. Din interfața caracteristici depind în mare măsură de performanța și fiabilitatea computerului. În dezvoltarea sistemelor de intrare-ieșire, următoarele aspecte trebuie să fie rezolvate.
În primul rând, trebuie să fie posibilă realizarea de mașini cu compoziție variabilă a echipamentelor (mașini cu configurație variabilă), în primul rând cu un set diferit de periferice, astfel încât utilizatorul poate alege structura echipamentului (configurare) a mașinii, în conformitate cu scopul său, este ușor să completeze autoturisme noi dispozitive.
În al doilea rând, pentru eficiente și de înaltă performanță computerele care utilizează echipamentul trebuie să fie puse în aplicare în paralel, în timp, pe programul de procesor și dispozitivele periferice care efectuează proceduri de intrare-ieșire.
În al treilea rând, este necesară simplificarea și standardizarea operațiunilor de intrare-ieșire de programare de utilizator, asigură independența de caracteristici de programare de intrare-ieșire a unui dispozitiv periferic particular.
În al patrulea rând, este necesar pentru recunoașterea automată și reacția la varietatea nucleu calculator situațiilor în PU (dispozitiv gata, nici un operator de transport, diverse defectiunea și colab.).
Crearea tehnologiei moderne de calculator referitoare la problema într-o singură asociație complexă de unități diferite de calculatoare, dispozitive de stocare și de afișare a informațiilor, dispozitive de măsurare, dispozitive de comunicare cu obiectul (ODR), aparatul de transmitere a datelor și computerul direct. Această sarcină este atribuită sistemelor de interfață unificată - interfețe. Termenul „interfață“ este în general tratată ca sinonim pentru „conjugare“ și este înțeleasă ca o multitudine de circuite înseamnă asigurarea interacțiunii directe a elementelor constitutive ale sistemului dispozitivului. De multe ori este folosit pentru a desemna componentele constitutive ale interfeței. În unele cazuri, să înțeleagă în cadrul software-ul de interfață furnizează o interacțiune de operare programe de sistem, în altele - dispozitivul de cuplare, oferind relația dintre blocurile funcționale sau componente ale dispozitivelor de sistem. Pentru a concentra atenția asupra complexității interfeței utilizează termenii „sistem de interfață“, „interfață de programare a aplicațiilor“, „interfață fizică“, „interfață hardware“, și așa mai departe. N.
Sub interfață standard înseamnă o serie de hardware standardizate, software și mijloace constructive necesare pentru punerea în aplicare a interacțiunii diferitelor elemente funcționale în sisteme automate de colectare și prelucrare a informațiilor în condițiile prescrise standard, și care vizează furnizarea de informații, compatibilitate electrică și structurală a acestor elemente.
Circuit de interfață structurală prezentată în Figura 1.
Fig.1. Structurale interfață de circuit: FB - bloc funcțional de K - controler,
unitate funcțională, K - regulator UB - unitatea de control, IB - o unitate de interfață
interfață înseamnă a oferi o lucrare comună a unităților funcționale eterogene independente ale sistemului. IB condiționat poate fi împărțit în două părți: partea cu care se confruntă
SE și ținând cont de specificitatea sa, și unele care sprijină interacțiunea cu alte dispozitive în cadrul cerințelor de interfață.
Standardul de calitate pentru interfața poate fi estimată prin relația fiind stabilită între constrângeri privind punerea în aplicare a dispozitivelor de interfață și de interfață și posibilitățile de variație a diferitelor specificații de interfață pentru a se adapta mai eficient la sistemul particular. condiții prea stricte de compatibilitate regulament limitează domeniul de aplicare al interfeței sau cauza suboptimală utilizare. Cu toate acestea, această sarcină este simplificată de proiectare de interfețe. In caz contrar, crește probabilitatea de echipamente de interfață incompatibilitate dezvoltat de către diferiți producători.
dependența strictă de caracteristicile arhitecturale ale interfeței de calculatoare este unul dintre motivele care împiedică unificarea mai multor modificări interfețe. Cu toate acestea, într-o anumită etapă de tendința de dezvoltare a tehnologiei de conservare a interfeței reduce rentabilitatea BT și posibilitatea de a introduce noi principii de construire a unui calculator și sisteme bazate pe ele.
Experiența arată că unificarea și standardizarea interfețelor cele mai utilizate oferi beneficii economice semnificative. Acest efect este obținut în producție (o gamă de produse de reducere, creșterea în loturi și așa mai departe.) Sistemele de proiectare și exploatare.
Ritmul actual de dezvoltare a tehnologiei microelectronice, precum și tendințele și practica de construcție a sistemelor bazate pe microprocesoare sunt acum identificate următoarele domenii de interfețe:
1. Creșterea în continuare a nivelului de unificare și standardizare a compatibilității interfață hardware a condițiilor existente cele mai comune interfețe bazate pe generalizarea experienței utilizării lor pe scară largă. Această îmbunătățire are ca scop crearea de noi interfețe standard sau îmbunătățirea standardelor existente.
2. Modernizarea și extinderea funcționalității interfețelor existente, fără a rupe condițiile de compatibilitate, datorită celor mai recente progrese în domeniul tehnologiei microelectronicii și dezvoltarea tehnologiei de comunicare a informației. Scopul principal al acestei tendințe - lungirea condițiile de uzură morală a interfețelor standard și extinderea aplicării lor.
3. Crearea de noi interfețe și cerințele de dezvoltare de unificare și standardizare a acestora. Această tendință se datorează în primul rând dezvoltării sistemelor cu procesare paralelă distribuită de informații pe baza calitativ noi principii de organizare a procesului de calcul, precum și sisteme distribuite integrate.
Așa cum nu există în prezent suficient de clasificare obiective cuprinzătoare de interfețe. Clasificarea existentă bazată, de obicei, pe un singur criteriu de clasificare sau sunt construite pentru o interfețe de clasă. Anumite generalizări ale acestor clasificări o clasificare standard caracteristici interfețe (GOST 26.016-81) cuprinzând clasificarea patru caracteristici:
Metoda de conectare a componentelor sistemului (coloana vertebrală, radial, lanț-mixt);
Atunci când metodele de trunchi au autobuz colectiv la care sunt conectate toate dispozitivele sistemului. Caracteristic, semnalele de autobuz sunt disponibile pentru toate dispozitivele, dar de fiecare dată numai două dispozitive pot face schimb de date (1: 1). OPERAȚIE sunt, de asemenea, difuzate (1: N).
Într-un sistem cu structură radială are un dispozitiv central (controler sau hub) asociat cu fiecare dintr-un grup de abonați individuali linii unidirecționale.
În cazul în care structura lanțului nu este mai mult decât fiecare dispozitiv conectat la celelalte două. Un caz special de structura lanțului este inelară.
- Metoda de transmitere a informațiilor (paralel, serial, paralel-serie);
- principiu de schimb de informații (asincron, sincron);
- Modul de schimb de informații (simplex, semi-duplex, full-duplex și modul de schimb multiplex). În cazul conectării a două abonați în modul simplex, numai unul dintre cei doi abonați pot iniția, în orice timp de transfer de informații cu privire la interfața în cazul conexiunii de doi abonați în modul half-duplex, orice utilizator poate începe transferul de informații către alta, în cazul în care link-ul de interfață în acest caz este gratuit. În cazul conectării a două abonați în modul duplex, fiecare abonat poate iniția transferul de informații către o alta la un moment dat. În cazul mai multor abonați de comunicații multiplexate la fiecare comunicare punct de timp poate fi realizată între orice pereche de abonați, dar numai de la o direcție la alta abonat.
Aceste caracteristici permit caracterizarea doar anumite aspecte ale organizării interfețelor. O descriere mai completă a interfețelor și ordonarea se poate face clasificarea subiect pentru mai multe seturi de caracteristici:
-Proliferare (scop funcțional);
-logică și organizarea funcțională;
În conformitate cu primul set de caracteristici ale interfețelor pot fi împărțite în următoarele clase:
- mașină (sau sistem);
- (Rețele de calculatoare locale din zonă, sisteme de control distribuit) distribuite CS.
Interfețele de mașini sunt folosite pentru comunicarea între componentele constitutive ale calculatorului, VC, BC, și așa mai departe. E. direct pentru construcția și comunicarea acestora cu mediul extern.
Funcția interfețe periferice ca procesoare de interfațare, controlere IOCTL, manometre, actuatoare, echipamente de transmisie de date (DCE) și dispozitivele de stocare externe (HEV). Interfețele echipamentelor periferice reprezintă cea mai mare clasa de sisteme de cuplare, datorită gamei largi și varietate de echipamente periferice. Conform funcției lor, aceste interfețe pot fi împărțite în structură radială interfețe grupuri (furnizarea de „punct la punct“ circuit de interfață) și structura de coloana vertebrală (sistem care prevede „multipunct“ conexiune).
Sistemul de conjugare al primului grup constă în principal din așa-numitele interfețe mici utilizate pentru cuplarea actuatori la controlere de intrare-ieșire. Aceste interfețe includ sistemul de interfață cu transmisie de date în paralel, pentru conectarea unui sistem standard de interfață periferic pentru dispozitivele plasate la o distanță mare unul de altul de legătură.
Interfețele al doilea grup sunt utilizate singure sau ca sisteme de inginerie complement care extinde funcționalitatea unui calculator în comunicație cu obiectul de control al nivelului. Acestea includ software-ul de interfață principal și sisteme modulare IEC 625-1 tipuri. Aceste API-uri asigură interfața între controlere programabile și calculatoare cu o gamă largă de instrumente digitale, emițătoare de informații, generatoare, senzori, console de operatori. În sistemele informatice pentru a include acest tip de interfețe SCSI. USB.
Interfețe multimicroprocessor sisteme sunt în principal sistem de interfață Trunk orientate să se alăture într-un singur set de mai multe procesoare, module de memorie cu acces aleator (RAM), un controler
OVC, plasată parțial în spațiul. Grupul de interfețe multimicroprocessor sisteme sunt în principal vnutriblochnye, procesor - sistem de interfață independent. Caracteristic diferența lor de interfețe trunchi comun este realizarea tehnică a funcțiilor de selecție și coordonare, care vă permite să se conecteze la ele unul sau mai multe procesoare ca ICC normale. Această interfață este o clasă caracterizată prin debit ridicat și minim de acces procesor timp pentru RAM partajat.
Interfețe distribuite BC sunt proiectate pentru integrarea instalațiilor de prelucrare a informațiilor aflate la o distanță considerabilă și sunt orientate pentru a fi utilizate în sistemele pentru diverse aplicații. De obicei acest sistem de conjugare cu bit - serie de coloana vertebrală de transmitere a informațiilor sau a structurii de inel. Această interfețe de clasă, în funcție de interfața aplicației este împărțit în grupe:
- LAN (cu o linie de la zeci de metri la mai mulți kilometri);
- Sisteme de control distribuit;
- distribuite teritorial și geografic rețele de calculatoare (cu o lungime de linie de mai mult de zece kilometri).
- interconectare, oferind o interacțiune a componentelor la nivelul dispozitivului, dispozitiv auxiliar unitate rack de dulap:
- vnutriblochnye asigurarea interacțiunii board-nivel, sub-blocuri;
- La bord, ce asigură legătura între circuite integrate (ASIC, LSI, VLSI) pe PCB;
- pentru a asigura o interacțiune interne ale componentelor în cadrul VLSI.
Interblock împerecherea se realizează la nivelul următoarelor instrumente de proiectare:
cablu coaxial și fibră optică; multiconductor cablu plat (bucla); cablu spiralat de fire torsadate. Vnutriblochnoe interfațare subblocks PCB este realizată printr-o metodă de imprimare sau o folie pereche de sârmă răsucite în interiorul dulapului rack de bloc. Un număr de interfețe pot fi implementate într-o combinație de versiuni intra-bloc și inter-unit. Mate-bord este realizată printr-o metodă de imprimare, in situ - tehnici de tehnologia microelectronică.