Состав интерфейса определяется функциями, которые он выполняет
Для интерфейса ввода — вывода характерны четыре функции:
- буферирование информации;
- дешифрирование адреса или выбор устройства;
- дешифрирование команды;
- синхронизация и управление.
Буферирование необходимо для синхронизации обменов данными между процессором и периферийными устройствами (для согласования по времени устройств с различным быстродействием).
Дешифрирование адреса требуется для выбора конкретного устройства
ввода-вывода в системах, использующих несколько периферийных устройств.
Дешифрирование команды производится для устройств, которые кроме передачи данных выполняют и другие действия, например обратную перемотку ленты.
При реализации любой из перечисленных функций необходима синхронизация и управление процессами.
Рис. 1. Структурная схема интерфейса:
ФБ — функциональный блок; ИБ — интерфейсный блок;
К — контроллер; У Б — управляющий блок.
Под стандартным интерфейсом понимают: совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств.
Эти средства необходимы для реализации взаимодействия функционально различных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов.
Структурная схема интерфейса показана на рис. 1.
Таким образом, основные задачи интерфейса заключаются в обеспечении информационной, электрической и конструктивной совместимости между элементами системы.
Информационная совместимость — это согласованность взаимодействий функциональных элементов системы в соответствии с совокупностью логических условий.Логические условия определяют структуру и состав унифицированного набора шин; набор процедур по реализации взаимодействия и последовательность их выполнения для различных режимов функционирования; способ кодирования и форматы данных, команд, адресной информации и информации состояния; временные соотношения между управляющими сигналами, ограничения на их форму и взаимодействие.
Условия информационной совместимости определяют объем и сложность схемотехнического оборудования и программного обеспечения, и также основные технико-экономические показатели — пропускную способность, надежность интерфейса и объем аппаратурных затрат на устройства сопряжения.
Электрическая совместимость — это согласованность статических и динамических параметров электрических сигналов в системе шин с учетом технической реализации приемопередающих элементов.
Условия электрической совместимости определяют: тип приемопередающих элементов; соотношения между логическим и электрическим состояниями сигналов и пределы их изменения; коэффициенты нагрузочной способности приемопередающих элементов и значения допустимой емкостной и резистивной нагрузки линии в устройстве; схему согласования линий, допустимую длину линии и порядок ее подключения к разъемам; требования, предъявляемые к источникам и цепям электрического питания (при наличии в системе линий напряжения питания), к помехоустойчивости и заземлению.
Условия электрической совместимости влияют на скорость обмена данными, конфигурацию размещения устройств и расстояние между ними, предельно допустимое число подключаемых устройств и помехозащищенность. Требования электрической совместимости тесно связаны с характеристиками приемопередающих интегральных микросхем. Обычно тип приемопередающих элементов и большинство условий электрической совместимости регламентируются стандартом.
Конструктивная совместимость — это согласованность конструктивных элементов интерфейса для обеспечения механических и электрических соединений и замены схемных элементов, блоков и устройств.
Условия конструктивной совместимости определяют типы внешних и внутренних соединительных элементов (разъемов), конструкцию печатных плат, модулей (типовых элементов замены), стоек (шкафов) и др.
ВТОРОЙ ВОПРОС
Интерфейсы можно разделить на следующие основные классы:
- машинные (или системные);
- периферийного оборудования;
- мультипроцессрных систем;
- распределенных вычислительных систем и локальных сетей.