Главная Промышленная стандартизация



для основных режимов работы в МОС в МККТТ практически завершена.

Другой важный элемент дальнейших работ по ВОС -создание методов формализованной спецификации и верификации, причем не только для эталоииой модели, ио н для более детализированных пр(> токолов и услуг каждого уровня. Эти работы проводятся в МОС и МККТТ.

Базовая эталонная модель ВОС, а также первоначальные проекты МОС по протоколам и интерфейсам отдельных уровней ориентированы иа режим работы с предварительным установлением соединений между взаимодействующими объектами сети. Вслед за этим в МОС и МККТТ начались работы по стандартизации режима работы без установления соединения между взаимодействующими объектами (датаграммный метод). Работы проводятся в плане разработки как дополнений к уже существующим стандартам, так и создания самостоятельных стандартов. .

В МККТТ продолжаются работы но применению принципов ВОС к цифровым сетям интегрального обслуживания ISDN. Ставится задача создания стандартов длл всех коммутируемых сетей цифровых сетей связи, которые обеспечили бы большинство обычных услуг, включая передачу речи, данных, факсимильных сообщений, видеосигналов, электронную почту н др. Новые требования, возникающие в ходе работ по ISDN, должны в свою очередь оказать обратное влияние на архитектуру ВОС: для непрерывного развития она должна допускать возможности добавлений, расптреиий и адаптации.

Новой задачей в развитии ВОС является разработка ар.хитекту-ры ЛВС в тесной увязке с архитектурой и концепцией ВОС. Особенности физической среды, конфигураций и методов доступа к среде в ЛВС накладывают свою специфику на структуру и организацию нижних уровней архитектуры ВОС.

1.4. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕРФЕЙСОВ 1.4.1. Общие понятия

Линии интерфейса - электрические цспн, являющиеся составными физическими связями интерфейса.

Шина - совокупность линий, сгруппированных по функциональному назначению.

Магысграль - совокупность всех линий интерфейса. Выделяются две магистрали: информационного канала и управления и1и1)ормаци-онным каналом.

По информационной магистрали передаются коды адресов, команд, данных, состояния. Аналогичные наименования имеют соответствующие шины интерфейса.

Шины адреса предназначены для выборки в магистрали узлов устройства, ячеек памяти Для логической адресации в основном используется двоичный код. В некоторых интерфейсах применяется позиционное или географическое кодирование, при котором каждой позиции (месту) выделяется отде.тьная линия выборки. В этом случае используется термин «географическая адресация».

Шины (коды) команд используются для управления операциями на магистрали. В стандартах на интерфейс регламентируется минимально необходимый набор команд. В некоторых интерфейсах часть

кодов команд резервируется для расширения в дальнейшей (или

пользователем). По функциональному назначению различают следующие команды: адресации, управления обменом информацией, изменения состояния и режимов работы. Адресные команды используются для задания режимов адресации: вторичной, широковещательной, групповой и т. п. Наиболее распространенными командами являются: чтение, запись, конец передачи, запуск.

Шины данных используются для передачи в основном двоичных кодов (в формате машинных кодов во внутрисистемных интерфейсах, стандартных кодов типа ASCII в интерфейсах измерительных систем). Как правило, в параллельных интерфейсах шины данных кратны байту (8, 16, 24, 32 разряда), в некоторых интерфейсах байты сопровождаются битами четности (паритета), а также идентификаторами разрядности передаваемых данных (1, 2, 3, 4 байта).

Шины (коды) состояния используются для передачи сообщений, описывающих результат операции на интерфейсе илн состояния устройств сопряжения. Коды формируются в ответ на действие команд илн отображают состояние функционирования устройств, таких, как готовность, занятость, наличие ошибки и т. д. В наиболее стандартизованных интерфейсах разряды состояния унифицированы для любых типов устройств, в других - носят рекомендательный характер нлп отсутствуют.

В большинстве интерфейсов коды адресов, данных, команд, состояний передаются по шинам интерфе11са в режиме временного мультиплексирования сигнала по одним и тем же линиям с использованием дополнительных линий идентификации типа передаваемой информации. При этом существенно сокращается число линий информационной магистрали, однако происходит снижение быстродействия передачи информации.

Перспективные параллельные интерфейсы СОД характеризуются преимуществеппым использованием мультиплексируемых магистра-леи.

Магистраль управления информационным каналом по функциональному назначению делится на следующие шины: управления обменом, передачи управления, прерывания, управления режимом работы, специальных сигналов.

Шина управления обменом включает в себя линии синхронизации передачи информации В зависимости от используемого принципа об-глена (синхронного, асинхронного) число линий может меняться от одной до четырех. При синхронной передаче темп выдачи н приема данных задается регулярной последовательностью сигналов (в тбм числе по переднему н/нли заднему фронту сигнала синхронизации), с использованием одной млн двух отдельных линий, выполняемых в основном двунаправленными. Асинхронная передача происходит При условии идентификации приемником (приемниками) готовности к приему и завершается подтверждением о приеме данных.

Шина передачи управления используется для реализации операций приоритетного занятия магистрали информационного канала (арбитража ресурсов шины). Состав и конфигурация шины зависят от структуры управления интерфейсом. Различают децентрализованную и централизованную структуры. В интерфейсах двухточечного подключения двух устройств (типа ИРПР, ИРПС) шина передачи управления отсутствует.

Шина прерывания применяется в основном в системных интерфейсах ЭВМ н программно-модульных систем управления н измерения для идентификации устройства, запрашивающего сеанс связи.



Устройство идевтифицируется либо адресом источника прерывания, либо адресом программы обслуживания прерывания, так называемым вектором прерывания.

Шины управления режимом работы и специальных управляющих сигналов содержат линив, обеспечивающие работоспособность интерфейса, в том числе приведение устройств в исходное состояние, контроль источников питания, контроль н службу времени н т. п.

1.4.2. Структура связей интерфейсов

Структуры подразделяются на следующие классы; магистральную, радиальную, цепочечную и смешанную (комбинированную). Возможность взаимосвязи устройств (связность линии) также характеризуется использованием однонаправленных или двунаправленных способов передачи сигналов. В перспективных интерфейсах в ос-bOBiiOM используют двунаправленные линии.

1.4.3. Функциональная организация интерфейсов

Можно выделить ряд основных функций, реализация которых обеспечивает информационную совместимость. К ним относятся: селекция информационною канала, синхронизация обмена информацией, координация взаимодействия, функции обмена и преобразование формы представления информации.

Селекция (арбитраж) обеспечивает выполиеиие процесса взаимодействия сопрягаемых элементов системы посредством разрешения конфликтов двух уровней; при доступе устройства к информационному каналу интерфейса, прн доступе одного устройства к другому. Первый уровень разрешается селекцией ииформацнонного Kana.ia, второй - координацией взаимодействия. Централизованная структура управления селекцией характ;~ризуется наличием отдельного фуик-инонального узла управления операциями селекции (арбитра) и в основном наличием разомкнутых линий шки передачи управления и прерывания, В децентрализованной структуре схема арбитра симметрично распределена по устройствам сопряжения, а соответствую-шне линии являются дву1?апрапленными или замкнутыми одиона-правлсниыу.н.

Основные варианты реализации селекции централизован и о й с т р у к т у р ы:

1. Временная селекция магистрали на основе генератора арбитра, при которой магистраль предоставляется каждому устройству через равные промежутки времени и моменты ее занятия определяются синхронно работающими в каждом подключенном устройстве счетчиками.

2. Последовательное адресное сканирование источников запроса, осуществляемое по общему сигналу запроса и выполняемое последовательной кодовой адресацией всех подключенных устройств в соответствии с принятой дисциплиной обслуживания. При обнаружении источника запроса прекращается дальнейшая выдача адресов, устанавливается сигнал «Занято». После обслуживания данного запроса возобновляется поиск следующего источника запроса.

3. Последовательная (цепочечная) селекция, начинаемая по сигналу «Запрос» и выполняемая посредством выдачи сигнала «Подтверждение», последовательно проходящего через все устройства.

При поступлеини сигнала в устройство (источник запроса с наивысшим приоритетом) его дальнейшее прохождение блоквруется и устройство выставляет на магистраль сигнал «Занято».

4. Селекция по выделенным радиальным линиям «Запрос» и «Подтверждение». Способ характервэуется меньшим временем селекции, гибкостью установления дисцвплины обслуживания, достигаемыми, однако, за счет существенного увеличения числа линий и усложнения схемотехнического оборудования.

Основные варианты реализации схем селекции децентрализованной с труктуры:

1. Параллельное адресное сравнение или децентрализованное кодовое управление (ДКУ), сущность которого заключается в параллельном выделении приоритетного кода запроса посредством поразрядного сравнения кода приоритета в асинхронном режиме одновременно во всех устройствах интерфейса, выставивших запросы. Фиксация окончания процесса выделения наиболее приоритетного кода может быть выполнена синхронно (более целесообразный способ) и асинхронно. -Последний способ более быстродействующий, однако требует увеличения числа связей и усложнения структуры интерфейсных узлов.

2. Однолиииевое ДКУ (проводное логическое И), сущность которого заключается в последовательном выделении кода запроса посредством поразрядного сравнения передаваемых кодов (включая различные адреса источников, признаки операции и другие разряды, в том числе сообщения). При этом взаимная синхронизация нескольких ведущих устройств осуществляется с помощью отдельной линии синхроиизацни. Приоритетность определяется схемой арбитра (про-годиое логическое И), использующей адресное ноле устройства, которое первым генерирует сигиа.: сиихронпз.тнии. Вариант реализуется в малых локальных сетях тина FC, DB, и в последовательных интерфейсах соврсмситх интерфейсных систем.

3. Кольцевая однолпнениая схема с применением циркулирующего по линии маркера (импульса млн серии импульсов). Устройство, запрашивающее пишу, не пропускает маркер к следующему устройству, и, таким образом, ипркуляц:1Я .маркера прекращается. Способ преимущественно реализуется в локальных сетях.

4. Замыкание общей лииип «Запрос» с л.ниией «Подтверждение» и прохождение сигнала «Подтверждение» до устройства, выставившего Запрос и блил;;.йн1его к участку замыкания.

Основные операции селекции запросов: инициирование, выделение приоритетного запроса н его идентификация.

1. Инициирование запроса включает процедуры выдачи, хранения и восприятия запроса на организацию процесса взаимодействия. В основном сигналы запросов от устройств объединяются «дизъюнктивно» иа шине (шинах) запросов или воспринимаются по отдельным радиальным линиям и сохраняются до освобождения информационного канала либо в регистре запросов арбитра, либо на отдельных триггерах каждого интерфейсного блока (при магистральной структуре шины запроса).

2. Выделение приоритетного запроса для централизованной структуры осуществляется по условию

Z. (Z, Z

где Zb - сигнал занятости информационного канала; разрешения приоритетного сравнения, обычно ZbZb;

Zn-Zy.

сигнал сигнал

запроса иаинизшего приоритета; - число уровней приоритета.



Для децентрализованной структуры

пр = у [2. V (2, Z,) V... V (2, Zj-ft

Схемотехническая реализация логических выражений может быть выполнена последовательным, параллельным н параллельно-последовательным соединениями интерфейсных блоков линией (линиями) приоритетной выборки.

3. Идентификация запроса заключается в определении адреса приоритетного источника запроса. Операция выдачи приоритетного кода в зависимости от способа его выделения выполняется; параллельно в структурах с параллельным сравнением; последовательно в структурах с цепочечным соединением устройств. Адреса могут быть заданы двоичным или позиционным кодом и передаваться по адресной или информационной шине.

Синхронизация определяет согласование процессов взаимодействия между ФЭ системы. При синхронном взаимодействии интервал времени смены состояния процесса передачи не меньше самого длительного интервала времени изменения состояния приема. При синхронном взаимодействии между процессами передачи и приема существует отношение предшествования.

Выделяются три иерархических процесса сиНхронизац1Ш передачи: битов слова, слов н массивов слов.

Синхронизация битов слова выполняется при параллельной передаче многоразрядных кодов и обусловливается переходньми процессами установления сигналов в линиях информационного Kasia-ла из-за разброса параметрических характеристик ППЭ линий связи. Процесс приема передаваемого слова сиихроиизуется специальным стробирующим сигналом от источника данных илн приемника, выдаваемым с фиксированной задержкой по отношению к моменту выдачи всех разрядов кода слова.

Синхронизация передачи слова определяет основ-, иые характеристики интерфейса, в том числе обеспечивает возможность взаимодействия одного источника с несколькими приемниками и работу при различной допускаемой длине связи. На этом уровне используются два основных способа сиихропзации передачи: без обратной связи и с обратной связью.

Схема синхронизации без обратной связи выполняется на основе одного общего или отдельных тактирующих генераторов высокой стабильности с использованием отдельной линии стробироваимя. Способ используется в основном в последовательных интерфейсах с побитным принципом передачи, а также в конструктивно завершенных интерфейсных системах типа крейта САМАС (КАМАК), Fastbus. В последней системе применяется синхронизация передачи по фронту и срезу в режиме высокоскоростной передачи в одном сегменте.

Способы технической реализации обратной связи в схемах синхронизации разделяются: по характеру сигналов стробировання и обратной связи - на импульсные и потенциальные; по числу контуров обратной связи - на однопроводные, двухпроводные одноконтурные и двухкоитуриые.

Применение обратной связи обеспечивает: гибкую адаптацию к изменению скорости передачи информации; наиболее полное использование пропускной способности информационного канала; возможность одновременной передачи информации от одного источника к нескольким приемникам.


Синхронизация иередачи массива слов представляет процесс синхронизации верхнего уровня и может быть выполнена синхронно и асинхронно. Синхронный способ используется редко, в основном в интерфейсах с фиксированной длиной передаваемого массива и ограниченным числом линий связи. Асинхронный способ более распространен, использует выдачу сигналов синхронизации в произвольный момент времени приемником нли источником по информационной шине нлн по специально выделенным линиям информационного канала.

Функция координации определяет совокупность процедур по организации и контролю процессов взаимодействия устройств системы. Основные операции координации: настройка на взаимодействие, копт-роль взаимодействия, передача функции управления (настройки).

Операция настройки включает процедуры опроса и анализа состояния вызываемого устройства, а также передачи команд н приема информации состояния. В межсистемных интерфейсах алгоритмы настройки формируются в виде унифицированного протокола (ПВВ ЕС ЭВМ, МЭК 625-1 и др.), в интерфейсах мипи- и мнкроЭВМ они носят рекомендательный характер.

Операции к о н т р о л я - разрешение тупиковых ситуаций аснихронного процесса взаимодействия; повышение достоверности передаваемых данных. Контроль тупиковых ситуаций взаимодействия (синхронизация с использованием обратной связи, приоритетная выборка па основе последовательного опроса и т. п.) основывается иа измерении фиксированного интервала времени, в течение которого должно наступить ожидаемое асинхронное событие. Если за контролируемый интервал времени событие не наступает, то фиксируется lit исправность. Операция контроля тупиковых ситуаций получила название тайм-аута. Контроль передаваемых данных основывается иа нспользоватп! кодов, построенных на известных принципах избыточного колпрпвапия информации, в основном циклических кодов (ио модулю два, Хэмминга, полиномов различных видов и т.п.), применяемых главным образом в последовательных интерфейсах связи.

Операция передачи управления заключается в передаме функций координации между ФЭ интерфейса и характерна, 1ЛЛЕНЫМ образом, для интерфейсов с децеитрализовашюй структурой управления. Основное назначение операции: повышение надежности управления, достигаемое резервированием управления (например, при отк.азе ФЭ, выполняющего функции управления интерфейсом, или гтключеипп питания); повьшюппе эффективности использования элементов системы, достигаемое исключением дублирования дорогостоящих устройств посредством организации доступа к ним с разделением времени двух и более контроллеров или ЭВМ.

Функции обмена и преобразования информации, выполняемые информационным каналом, заключаются в следующем; функции обмена- прием и выдача информации (адресов, команд, данных, состояния) регистрами составных устройств системы; функции преобразования - параллельно-последовательное преобразование; перекодирование информации; дешифрация адресов, команд, логические действия над содержимым регистра состояния.

Схемотехническая реализация операций преобразования специфична для каждого устройства. Схемотехническая реализация операций обмена в основном унифицирована для различных устройств интерфейса н в наиболее унифицированных современных интерфейсах выполняется интерфейсными большими интегральными схемами (БИС) н сверхбольшими БИС (СБИС).



0 1 2 [3] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0183