Лекц.БЦВМиСР1-8(2) (775524), страница 10

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

Текст из файла (страница 10)

ФП_i, УУ_i - i ^й функциональный процессор со своим устройством управления.

Конвейерные ВС используются для обработки радиолокационной информации и в стационарном (устоявшемся ) режиме обеспечивают увеличение быстродействия до К раз (К=5 10).

1. ОКМД – матричные ВС.

ЗУ операндов (данных)

ПЭ_ij - процессорный элемент i-той строки и j-того столбца матрицы и обрабатываемый этим процессором массив данных M_ij в ЗУ операндов (данных).

По дополнительным признакам конвейерную ВС можно классифицировать как ВС подклассов 3.1 (С); 4.1 (ВС); а матричную ВС – как систему подклассов 3.1 (С); 4.2 (НС).

1. МКМД – несколько примеров , различающихся по дополнительным признакам классификации.

1. Система МКМД с (С), (ВС), ОШ(с общей шиной)

ОШ (Общая шина)

Узкое место в таких системах – пропускная способность общей шины. Максимальное увеличение быстродействия (производительности) таких ВС ограниченно величиной по сравнению с производительностью одного процессора.

1. Многомашинные вычислительные системы – наиболее распространенный тип БЦВС.

В М

К-го СИ К-го уровня

у ровня

В М

II СИ II уровня

уровня

В М

СИ I уровня

I уровня

Информационное поле

(датчики и приемники информации)

Как правило многомашинные вычислительные системы – это многоуровневые иерархические (с точки зрения обобщения информации от датчиков) системы с использованием нескольких взаимосвязанных (через ВМ уровней) системных интерфейсов (СИ). На современных военных самолетах используются именно такие вычислительные системы.

Тема 8.

Интерфейсы вычислительных машин и систем.

8.1 Интерфейс – это совокупность аппаратных, программных и механических средств, обеспечивающих информационную, электрическую и конструктивную совместимость узлов, машин и систем.

8.2 Информационная совместимость – согласованность взаимодействий функциональных узлов (частей) в соответствии с совокупностью логических условий:

1) структуры и состава шин;

2) набора процедур реализации режимов функционирования;

3) способов кодирования и форматов информации:

4) временных соотношений между сигналами.

Перечисленные логические условия информационной совместимости определяют:

- функциональную и структурную организацию интерфейса;

- объем и сложность схемотехнического оборудования и программного обеспечения;

- пропускную способность;

- надежность интерфейса.

8.3 Электрическая совместимость – это согласованность параметров электрических сигналов в соответствии с условиями электрической совместимости, определяющими:

1) тип приемо-передающих элементов (ППЭ)

2) соотношение между логическим и электрическим состоянием сигналов и пределы их изменения;

3) коэффициенты нагрузочной способности (ППЭ);

4) допустимые значения нагрузки линии;

5) схему согласования линии;

6) допустимую длину и порядок подключения линий к разъемам;

7) требования к источникам и цепям электропитания;

8) требования к помехоустойчивости;

9) требования к заземлению.

Перечисленные условия электрической совместимости влияют на такие характеристики интерфейса, как:

- скорость обмена данными;

- топология системы;

- допустимое число подключаемых элементов;

- помехозащищенность.

8.4 Конструктивная совместимость – это согласованность конструктивных элементов интерфейса, предназначенных для обеспечения механического контакта электрических соединений и механической замены сменных элементов, узлов, устройств и блоков.

Условия конструктивной совместимости определяют:

1. тип соединительных элементов (разъем, штекер,…);

2. конструкцию платы, каркаса, стойки;

3. конструкцию среды передачи информации (кабельного соединения ).

8.5 Принципы организации интерфейсов.

Основные составляющие интерфейса:

И = {M,У,A,C,K}

М (СП) – магистраль (среда передачи) информационная;

У – технические устройства, обеспечивающие прохождение информации;

А – алгоритмы управления обменом;

С – сигналы, обеспечивающие передачу информации;

К – конструктивная реализация интерфейса.

8.6 Структурная схема интерфейса.

Функциональный блок

Управляющий блок

ФБ

ФБ

УБ

ФБ

ИБ

ИБ

К

ИБ

У

М

И нтерфейсный блок Интерфейс Контроллер интерфейса

8.7 Классификация интерфейсов.

Введем пять признаков классификации:

1. По способу соединения компонентов (узлов, блоков).

1. Магистральный:

1. Радиальный:

1.3 Цепочный:

1.4 Кольцевой:

1

2

М

3

......

1.5 Сетевой (пример для М = 5 – полносвязная сеть);

1

2

5

3

4

1.6 Смешанный:

1. По способу передачи информации.

2.1 Последовательный:

t

1 0 1 1 0 1

Для передачи n-разрядного слова требуется n-тактов (передача по одной физической линии)

2.2 Параллельный: n-разрядное слово передается по n физическим линиям за 1 такт.

2.3 Параллельно-последовательный: n-разрядное слово передается по m физическим линиям (m < n) за К = n / m тактов времени.

1. По способу синхронизации обмена информацией.

3.1 Синхронный – такты передачи информации формируются отметками времени от специального генератора.

3.2 Асинхронный – такты передачи информации начинаются в произвольные моменты времени.

1. По режиму передачи информации.

4.1 Дуплексный режим – передача информации в обе стороны физической среды передачи одновременно.

4.2 Полудуплексный режим – передача информации в обе стороны поочередно, то есть в разные моменты времени.

4.3 Режим односторонней передачи.

1. По функциональному назначению.

5.1 Машинные интерфейсы (обеспечивают передачу информации между процессорами, модулями памяти, контроллерами).

5.2 Интерфейсы периферийного оборудования (обеспечивают сопряжение операционных устройств с устройствами ввода и вывода информации).

5.3 Системные интерфейсы (обеспечивают сопряжения машин в составе многомашинных вычислительных систем типа МКМД).

8.8 Системный интерфейс бортовых вычислительных систем (СИ БВС) – аналог MIL STD 1553B – USA.

Этот системный интерфейс (СИ) представляет собой в соответствии с введенной выше (п. 8.7) классификацией: магистральный (1.1), последовательный (2.1) интерфейс, использующий как синхронный, так и асинхронный способ обмена информацией (3.1, 3.2), работающий в полудуплексном режиме (4.2) (5,3)..

Рассмотрим основные составляющие данного интерфейса:

I = {M,У,A,C,K} (см п.6.5)

8.8.1 Магистраль – среда передачи информации: представляет собой основную магистральную линию, к которой подключены ответвители (шлейфы).

Магистральная линия

1 2 ................ N-1 N

Ответвители

Магистральная линия – специальный кабель – витая экранированная пара проводов в защитной оболочке.

Защитная оболочка

Экран

Витая пара проводов

- волновое сопротивление кабеля – 75 Ом;

- число скруток – не менее 13 на 1 погонный метр;

- электрическая емкость между проводами – не более 100 Пф/м;

- затухание сигнала на частоте 1 Мгц - не более 0,05 Дб/м;

- согласующие резисторы на концах линии – Zо = 75 см.

Ответвители.

Экран

R =Zo R= Zo R=Zo R= Zo

Rз Rз

W1 Соотношение витков

Тр1 Трансформатор (W1:W2) = (1,41 : 1)

согласующий

W2

Lотв – длина ответвителя не более 6м

W1

Трансформатор гальванической

развязки: Тр2

W1:W2:W3 = 1 : 1 : 1

W2 W3

Модуль интерфейса

Rз – защитные ( от короткого замыкания) резисторы (Rз = 0,75; Zо = 56см).

Основные достоинства:

- минимальная сложность;

- гальваническая развязка;

- хорошая защищенность от электромагнитных помех;

- гибкость топологии.

Основной недостаток - затухание сигнала, зависящее от длины магистрали и количества подключенных к ней ответвителей (N) [при N ≤ 10 длина магистрали – несколько сот метров].

8.8.2 Устройства – интерфейсные блоки:

- контроллер (К);

- оконечное устройство (ОУ);

- монитор (М).

В каждый конкретный момент времени работает лишь один контроллер, несколько оконечных устройств и один (не обязательный) блок – монитор. Общее количество блоков – не более 31.

К

ОУм

ОУ1

М

ОУ2

.............................

Характеристики

Список файлов лекций