Горнец Н.Н., Рощин А.Г. Организация ЭВМ и систем (2006) (1186251), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Стандартом БСБГ определяются физические и электрические параметры параллельной шины ввода-вывода. Все устройства подключаются к интерфейсу БСБ1 в виде цепочки, а взаимодей- 186 Таблица 7.1 Осиовнме возможности разновидностей интерфейса ЮЕ/АТА стане между устройствами осуществляется по принципу «точкамноготочка», Каждое устройство в цепочке имеет уникальный идентификационный (??3) номер в диапазоне от 0 до 7 (в последних модификациях, допускающих подключение 31 устройства, от 0 до 31). Номер 7 по умолчанию присвоен БСБ! хост- адаптеру. Обмен осуществляется по 50-проводному (или 68-проводному) кабелю длиной до 3 м.
Может использоваться 16-разрядная (%Ые) шина и быстрый обмен (Раз?) данными. Проверка правильности передаваемой информации осуществляется контролем по четности. Чтобы упростить подключение и настройку НЖМД, накопителей на С?3-КОМ и ряда других устройств, для шины БСБ! выпускаются контроллеры Р1ий-апб-Р!ау, позволяющие автоматически настраивать программы-драйверы и системные ресурсы. Данные по шине БСБ! передаются в синхронном или асинхронном режимах. Режим синхронизации устанавливается контроллером шины после обмена специальными сообщениями между двумя устройствами.
Если оба устройства способны передавать (и принимать) данные в быстром синхронном режиме, то именно такой режим и будет установлен. При работе в асинхронном режиме получатель подтверждает получение каждого байта, а в синхронном — только целого пакета данных. Различные варианты шины БСБ? различаются ее шириной, тактовой частотой, физическим типом интерфейса подключения. Все подключаемые к шине 187 БСБ1 устройства должны использовать дифференциальные сигна лы низкого уровня.
Максимальная длина кабеля шины БСБ1, составляющая 3 и недостаточна для подключения НЖМД, расположенных в разных шкафах. Кроме того, за последние годы увеличились скорость пе редачи данных через интерфейс и число подключаемых устройств, а пропускная способность интерфейса оказалась недостаточной, Интерфейс г!Ьге СЬапе!. Сравнительно недавно появился ин терфейс, называемый Е!Ьге СЬаппе1 (волоконно-оптический ка нал), способный заменить БСБ1. Первоначально предполагалось использовать его для организации высокоскоростной связи типа «система — система» или «система — подсистема» с использовани ем оптоволоконного канала. Долгое время применение Е!Ьге СЬаппе! в качестве интерфейса внешних устройств считалось неоправданным из-за его высокой стоимости и относительно большого энергопотребления.
Затем он был доработан для использования электронной (неоптической) транспортной среды и стал обеспечивать соединение различных ПУ (в том числе НЖМД) с компьютером. Спецификация РС-А1. позволила использовать Е!Ьге СЬаппе1 в качестве стандартного интерфейса для НЖМД. В отличие от БСБ1, интерфейс Е!Ьге СЬаппе! соединяет устройства не по единой шине, а по кольцевому каналу. При этом в кольцо могут быть объединены до 126 НЖМД и хост-устройств (в любой комбинации). Благодаря наличию специальных схем в интерфейсе Е!Ьге СЬаппе! возможно «горячее» (т.е.
без отключения питания) подключение НЖМД без нарушения нормальной работы канала. Интерфейс ЕС-А1. имеет следующие технические характеристики: число подключаемых устройств — до 126; максимальная скорость передачи — 100 Мбайт/с (при частоте 1,062 ГГц); тип кабеля — двойной, коаксиальный, оптический; особенности — возможность горячей замены, два порта подключения.
Однако несмотря на большие возможности интерфейса Р!Ьге СЬаппе1 РС-А1. до сих пор НЖМД в персональных компьютерах и серверах чаше всего подключаются через интерфейсы БСБ! и 1?)Е. 7.5. Малые интерфейсы К числу малых относят интерфейсы для подключения отдельных ПУ вЂ” накопителей на оптических дисках, принтеров, сканеров, модемов и т.д. 188 К параллельному интерфейсу долгое время было принято подключать принтеры, сканеры и другие типы устройств с достаточно высокой скоростью обмена.
Но в последнее время все чаще стали использовать универсальный последовательный интерфейс 1)БВ, а также интерфейс 1ЕЕЕ-1394. К последовательным интерфейсам подключают все виды устройств, скорость работы которых по тем или иным соображениям принципиально ограничена. Большинство малых интерфейсов допускает подключение только одного устройства, поэтому в них не предусмотрена фаза адресации.
Последовательные интерфейсы могут строиться по асинхронному и синхронному принципам. Термин «последовательный» означает, что непосредственная передача символов осуществляется по одному проводу, при этом если в таком интерфейсе имеется несколько проводов, то они используются для функций управления, например запроса передачи, сигнализации готовности к приему и т.д. Асинхронный интерфейс служит для последовательной передачи символов; примерно 20% информации используется только для идентификации символа н осуществления синхронизации.
При синхронной передаче сообщения (синхронный интерфейс) передатчик поддерживает постоянные интервалы времени между выдачей очередных квантов информации. Принимающее устройство с помощью дополнительных сигналов, обеспечивающих синхронизацию, осуществляет прием передаваемых квантов в темпе их выдачи. В последовательность передаваемых байт передатчик вставляет коды символов синхронизации БУХ; переход сигнала из состояния «О» в состояние «1» используется приемником для запуска своего генератора, работающего на той же частоте (таким образом осуществляется синхронизация). Приемник распознает передаваемый символ БУХ и после этого принимает очередной байт сообщения. При невозможности распознать символ синхронизации, т.е.
когда потеряна синхронизация, передатчик вставляет дополнительные символы синхронизации. Интерфейс 1)ЯВ. Этот интерфейс сегодня является промышленным стандартом и рассчитан на подключение к компьютерам различных устройств бытовой электроники. Он предусматривал максимальную скорость передачи 12 Мбайт/с, но уже в момент его появления внутренние скорости чтения превышали: с флэшпамяти — 4 Мбайт/с, а с дисков 1отейаЪр — 750 Мбайт/с. В связи с этим в 2000 г. вышла новая версия 1)БВ 2.0 с тактовыми частотами 1,5; 12 и 480 МГц.
Теоретически максимальная скорость шины (1БВ 2.0 составляет 60 Мбайт/с. С точки зрения пользователя, для интерфейса 1)БВ характерны: простота кабельной системы и возможность динамического «горячего» подключения и конфигурирования ПУ; 189 самоидентифицируемость ПУ, автоматический вызов драйве ров и конфигурирование. Шина ()БВ позволяет адресовать до 127 устройств, подключа емых к компьютеру в виде «дерева». В его «корне» всегда находите„ активный контроллер компьютера, как правило, размещенный в концентраторе ввода-вывода. Все ресурсы шины распределяет цен тральный компьютер с помощью циклически повторяющихся кадров длительностью 1 мс.
Информационные сигналы и напряжение питания устройств 5 В передаются по четырехпроводному кабелю. Используется дифференциальный способ передачи сигналов по двум проводам, Интерфейс ББВ может работать в двух режимах передачи сигналов: с полной скоростью (12 Мбит/с для (.)ЯВ 1.1, 480 Мбит/с для (7БВ 2.0) и низкой скоростью (1,5 Мбит/с). Для передачи с полной скоростью используется экранированная витая пара с длиной сегмента до 5 м, а для низкой — неэкранированный кабель длиной до 3 м. Низкая скорость предназначена для работы с небольшим числом сравнительно медленно действующих ПУ. В процессе обмена все устройства «слушают», а центральный компьютер инициирует любую передачу в заданном направлении, монопольно посылая запросы в требуемое устройство.
За запросами могут последовать данные. В стандарте предусмотрено четыре типа обмена данными: групповой обмен (Ви!К), обеспечивающий надежную и скоростную передачу; транзакция прерывания (1п1еггир1), позволяющая передавать данные по мере их готовности; командный обмен (Сопгго!), используемый для управления устройствами; обмен в изохронных потоках (1зоспгопоиз) для передачи синхронных по времени данных без гарантии достоверности их доставки.
Интерфейс (ЛВ обеспечивает одновременный обмен данными между центральным компьютером и множеством ПУ. Распределение пропускной способности шины между ПУ планируется компьютером и реализуется им с помощью посылки маркеров. Шина позволяет подключать, конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы компьютера и самих устройств. В качестве устройств ББВ могут использоваться хабы (концентраторы), функции или их комбинации. Типичные функции — это отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба.
В одном корпусе может находиться несколько функций, подключаемых с помощью встроенного хаба к одному порту, например различные указатели (мышь, планшет, световое перо), устройства ввода (клавиатура, сканер) и вывода (принтер, цифровые звуковые колонки), а также телефонный адаптер 1ЯЭХ и т.д. 190 'уочки подключения хаба называются аортами. Каждый хаб , реобразует одну точку подключения в множество точек. Архи~ктура допускает соединение нескольких хабов.
У каждого хаба имеется один восходящий порт, предназначенный для подключения к компьютеру или хабу верхнего уровня. Остальные порты являются нисходящими, предназначенными для подюпочения функций или хабов нижнего уровня. Хост делится на три части: интерфейсную, системную и программную. Каждая часть отвечает только за определенный круг задач. В структуру 1ЛВ входят следующие элементы: физическое устройство ()Б — устройство на шине, выполняющее функции, интересующие конечного пользователя; Сйепг Б% — ПО компьютера, соответствующее конкретному устройству; (ЗБВ Бузгет Б% — системная поддержка 1ЛВ, независимая от конкретных устройств; ()БВ Нозг Сопгго1!ег — аппаратные и программные средства для подключения устройств 1)БВ к компьютеру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
