Горнец Н.Н., Рощин А.Г. Организация ЭВМ и систем (2006) (1186251), страница 38

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 38)

Каждое устройство 1ЛВ представляет собой набор независимых конечных точек, с которыми контроллер обменивается информацией. Одна из этих точек имеет номер 0 и используется для инициализации, общего управления и опроса состояния контроллера. Модель передачи данных между контроллером и конечной точкой (устройством) в интерфейсе (ЗБВ называется каналом.

Имеются два типа каналов: потоки и сообщения. Поток доставляет данные от одного конца канала к другому, он всегда однонаправленный и может реализовывать следующие типы обмена: сплошной, изохронный и прерывания. Выдача осуществляется в порядке «первым пришел — первым вышел» (г1РО). С точки зрения интерфейса 1ЛВ, данные потока не структурированы.

Компьютер посылает запрос к конечной точке, после которого передается (принимается) пакет сообщений, за ним следует пакет с информацией о состоянии конечной точки. Последующее сообщение не может быть послано до обработки предыдущего, но при отработке ошибок возможен сброс необслуженных сообщений. Двухсторонний обмен сообщениями адресуется к одной и той же конечной точке. Для доставки сообщений используется только командный обмен.

Каналы организуются при конфигурировании устройств 13БВ. Для каждого включенного устройства существует канал управления, по которому передается информация конфигурирования, Управления и состояния. Интерфейс 1ЛВ поддерживает как однонаправленные, так и двунаправленные режимы связи. Архитектура 1)БВ допускает четыре базовых типа передачи данных: 191 !) управляющие посылки — пакетные, апериодические, и пользуемые для конфигурирования и управления устройствами Протокол обеспечивает гарантированную доставку данных. Дпи„ поля данных управляющей посылки не превышает 64 байт при полной скорости и 8 байт при низкой; 2) большие массивы передачи данных — апериодические по сылки больших пакетов без жестких требований ко времени ло ставки.

Посылки занимают всю свободную полосу пропускания шины и допускаются только на полной скорости передачи. Паке ты имеют поле данных размером 8, 16, 32 или 64 байт. Приоритет этих пакетов самый низкий. Надежность обмена обеспечивается обнаружением ошибок и автоматической повторной передачей поврежденных данных; 3) прерывания — короткие (до 64 байт при полной скорости и до 8 — при низкой) пакеты. Прерывания должны обслуживаться со скоростью, определяемой устройством; 4) изохронные или потоковые передачи — непрерывные передачи в реальном времени, занимающие согласованную часть пропускной способности шины и имеющие заданную задержку доставки.

При обнаружении ошибки поврежденные пакеты игнорируются. Все транзакции по шине ПБВ состоят из трех пакетов. Каждая транзакция начинается по инициативе контроллера, посылающего пакет-маркер, в котором указываются: тип и направление передачи, адрес устройства 138В и номер конечной точки. Адресуемое маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обмену. Источник данных (определенный маркером) передает пакет данных (или уведомление об отсутствии данных, предназначенньгх для передачи).

После успешного приема пакета приемник данных посылает пакет подтверждения. Маркеры отвергнутых транзакций повторно передаются в свободное для шины время. Коды СКС позволяют обнаруживать все одиночные и двойные битовые ошибки, при этом контроллер автоматически производит трехкратную попытку передачи. Если повторы безуспешны, сообщение об ошибке передается клиентскому программному обеспечению.

Байты посылаются по шине последовательно, первым передается младший бит. Все посылки организованы в пакеты. Каждый пакет начинается с поля синхронизации. Последние два бита синхронизации служат маркером начала пакета. Идентификатором пакета является 4-битное поле, определяющее тип пакета, за которым в качестве контрольных следуют те же 4 бита, но инвертированные. Формат кадра ПБВ 2.0 представлен на рис.

7.8. Поле данных может иметь размер от 0 до 1023 байт. Размер поля зависит от типа передачи и согласуется при установлении канала. 192 Поле инхронизации канала Поле идентификации пакета Поле адресации Поле данных Р!Пе — а Р!Пе-з Аа-а Ве — 7 вупс Рис. 7.8. Формат кадра ПБВ 2,0 Рис. 7.9. Интерфейс 1ЕЕЕ-1394 7 таина 193 Сигналы синхронизации и данных предаются по линиям связи, закодированными методом 1 1КХ1. Интерфейс 1ЕЕЕ-1394 (Бгетт!ге). Последовательный интерфейс Е)ге%!ге был впервые применен фирмой Арр!е. В дальнейшем он был переименован в интерфейс 1ЕЕЕ-! 394 (рис.

7.9). Тактовая частота этого интерфейса составляет 98,304; 196,608 и 393,216 МГц, что соответствует скоростям передачи 100, 200 и 400 Мбит/с. Подключаемое к шине устройство может иметь любую максимальную скорость из этого набора, но обязано поддерживать и более низкую скорость. Стандартный шестижильный экранированный кабель длиной до 4,5 м содержит две витые пары проводов, по которым осуществляется обмен данными, и два провода для питания устройств.

Каждое устройство является узлом сети (Хобе) и может содержать несколько равноправных разъемов (портов) для подсоединения кабеля. Между портами сигналы передаются через повторители. Такое соединение гарантирует устойчивость работы, исключает петли и упрощает процедуру арбитража. Одна сеть может содержать до 63 узлов, но сети могут объединяться. Первоначально все узлы сети равноправны, а ее топология не определена. Любое изменение в сети переводит шину в состояние 1(елец Затем следует идентификация, которая начинается с про- цесса определения топологии и заканчивается самоидентифих цией. В результате сеть приобретает топологию «деревагч а узл, получают уникальные адреса. Пока длится инициализация и иден тификация, передача данных невозможна.

Согласование работы узлов обеспечивают специальные мелел. жеры. За администрирование шины 1ЕЕЕ-1394 отвечает менедже шины (Вцз Мапайег), менеджер питания (Розг Мапайег) учиты вает потребителей питания, а менеджер изохронных пакетов (1зоспгоповз Мапайег) регулирует график. В стандарте 1ЕЕЕ-1394 предусмотрена многоуровневая иерар хия процедур. На физическом уровне выполняются действия, сая занные с идентификацией, арбитражем и кодированием сигна лов„на уровне соединения контролируется корректность пакетов и подтверждений, а на уровне пересылок обеспечивается правиль ный порядок пересылки пакетов. Средства уровня управления ре ализуют функциональность и обслуживают пакеты, предназначенные менеджерам. Функционирование шины 1ЕЕЕ-1394 основывается на «честноме поведении узлов сети, т.е.

все узлы должны быть исправны, не перехватывать и не отвечать на чужие пакеты и занимать шину только в установленное для этого время. Изохронный (синхронный) цикл длится 125 мкс и начинается со специального 20-байтного пакета — метки начала цикла. Устройство, желающее передать данные в изохронном пакете, резервирует канал и полосу пропускания (не более 80% времени цикла). Изохронные пакеты должны следовать один за другим в соответствии с номером канала сразу после метки начала цикла. От устройства требуется, чтобы размер его пакетов не превысил зарезервированную полосу. Данные, содержащиеся в изохронных пакетах, могут одновременно быть принятыми несколькими устройствами. Объем передаваемых данных в одном изохронном пакете достигает 4096 байт (при скорости 400 Мбит/с).

Заголовок с уникальным номером канала и проверочные суммы занимают 12 байт„поэтому эффективность изохронных пакетов высока. Использование изохронных пакетов целесообразно, например, для передачи аудио- и видеоинформации, для которой незначительные потери несущественны. Цикл при асинхронном обмене имеет произвольную длительность, зависящую от числа активных пользователей, желаюшях одновременно передать пакет.

Устройства передают свои пакеты по очереди в соответствии с приоритетом, определяемым топологией сети. Узел, не сумевший передать пакет, может выполнит~ повторную передачу, если в течение некоторого интервала никто не «захватил» шину. Как правило, на любой пакет запроса должен поступить пакет ответа. 'Запросы бывают трех видов: чтения (аеас) записи (%пге) и комбинированной операции ().ос(г). В заголовке 194 инхронного пакета передается адрес источника, адрес прием„ика, тип операции, размер пересылаемых данных и глобальный рес в адресном пространстве устройства.

В результате размер заловка вместе с проверочной суммой может достигать 20... 24 байт. Недостаток таких пакетов — большие заголовки. Если учесть, го весь цикл чтения состоит из запросов и ответов со своими аголовками, то на одну пересылку приходится 48 байт служебной информации.

Даже при размере поля данных пакета в 32 байта эффективная скорость более чем в два раза меньше максимальной. Эффективность обмена возрастает при увеличении размера пакета. Для управления и контроля используются исключительно асинхронные пакеты. Управление 1ЕЕЕ-1394 осуществляется двумя (реже одной) интегральными схемами — контроллером физического уровня РЬу и контроллером уровня соединения 1Л.С. 'Контроллер физического уровня РЬу реализует все процедуры физического уровня: прием-передачу аналогового сигнала, контроль состояния линии, формирование-контроль временнйх интервалов, кодирование-декодирование данных, арбитраж и т.д.

Характеристики

Список файлов книги