5.9. Поняття інтерфейсу

Зовнішні пристрої підключаються до МПС через порти (як один із варіантів пристроїв вводу/виводу ПВВ) тільки у простих випадках. При інтенсивному обміні інформації чи великій кількості зовнішніх пристроїв використовується більш складний пристрій вводу – виводу, який являє собою спеціальну уніфіковану систему взаємо-зв’язку між пристроями МПС і має назву інтерфейс. Інтерфейс – це комплекс апаратних та алгоритмічних засобів уніфікованого спряження компонентів МПС. До складу апаратних засобів інтерфейсу входять: система уніфікованих шин, уніфікованих сигналів і електричних схем, які керують проходженням сигналів по шинам. Алгоритмічна частина це так званий протокол обміну, тобто сукупність правил взаємозв’язку компонентів МПС у процесі обміну інформацією. Використовуються: паралельні інтерфейси (ІРПР), в яких інформація передається по паралельних лініях зв’язку, і послідовні інтерфейси (ІРПС), де інформація передається по лініях зв’язку обмеженої кількості. В інтерфейсі побудованому по радіальному принципу ІРПС центральний керуючий пристрій (МП або спеціальний контролер) зв’язаний індивідуальними лініями з кожним пристроєм (модулем) МПС, яким він керує, або від якого отримує інформацію. Така побудова відтворює ідеологію зосередхення “інтелекту” в центрі. Під “інтелектом” розуміється властивість пристрою змінювати свої функції, пристосовуючись до змін оточення. В паралельних інтерфейсах прийнята ідеологія розподілу “інтелекту” по системі, максимально наближуючи “інтелект” до точок приймання інформації. ІРПР, як правило, має 16 сигнальних ліній , які об’єднують декілька модулів МПС, причому кожний із них в певний час може бути як давачем інформації, так і приймачем. Приймачами можуть бути відразу декілька пристроїв чи модулів.

Функціями інтерфейсу є також дешифрація адреси пристроїв та дешифрація коду команди, зв’язаної із звертанням до пам’яті чи зовнішнього пристрою.

Інтерфейс в багатьох випадках визначає ефективність МПС і будується на

наступних архітектурних рішеннях: ■ магістально-модульний принцип організації, при якому всі окремі засоби МПС виконуються у вигляді конструктивно закінченних модулей, які з’єднуються загальними шинами; ■ уніфіковані, тобто, не залежні від периферійного пристрою, формати команд по

вводу/виводу інформації; перетворення цих команд у спеціальні, специфічні

для кожного окремого периферійного пристрою, проводиться в спеціальних електронних блоках адаптерах, через які ці пристрої під”єднуються до загальних шин; ■ уніфікація самого інтерфейсу по складу і призна-ченням ліній шин, по схемам під”єднання, сигналам та алгоритму функціонування (протоколу обміну); 4) використовування спеціальних інтерфейсних схем.

Три способи організації передачі інформації в інтерфейсах:

■ - програмно-керуєма, яку ініціалізує сам МП за допомогою команди; ■ - програмно-керуєма, яку ініціалізує периферійний пристрій. В обох цих випадках передавання слів інформації проходить через регістри МП, що приводить до втрати швидкодії МПС її продуктивності.

■ - Третій спосіб вводу/виводу інформації в/із периферійних пристроїв (ПП) – так званий прямий доступ до пам’яті (ПДП). Він забезпечує зв”язок між ПП і ОЗП без використовування самого МП. Прямий доступ до пам’яті підвищує продуктивність МПС, робить її більше пристосованою для роботи в системах реального часу. Для цього в МПС вводять корпус мікросхеми контролера ПДП і відповідним чином ії програмують.

Контролер ПДП виконує наступні функції: 1) керує передаванням даних між ОЗУ та зовнішнім (переферійним) пристроєм (ПП); 2) задає розмір блоку даних, який необхідно передати, та розмір області пам’яті, що виеористовується при передачі; 3) формує адресу комірок пам’яті, що приймають участь в передачі; 4) підраховує кількість байт, що передаються через інтерфейс та 5) визначає момент завершення заданої операції вводу/виводу. При ініціалізації операції обміну прямого доступу до памяті в регістри-лічильники контролера ПДП заноситься число байт в блоці, що буде передаватись, та початкова адреса області памяті, яка використовується при обміні. Вони виконуються як окремі мікросхеми і входять до складу МП серії.

В якості типової схеми використовується схема буферного підсилювача з трьома станами вихідного сигналу (рис.5.3), яка дозволяє шляхом монтажного

“ИЛИ”(“АБО”) під’єднувати до однієї шини декілька джерел сигналів.