В интерфейсах любого типа могут использоваться однона­правленные и двунаправленные линии.

Однонаправленные ли­нии служат для передачи сигналов только в одном направлении, что упрощает приемопередающую аппаратуру.

Двунаправленные линии позволяют передавать сигналы в обоих направлениях и используются преимущественно в магистральных интерфей­сах.

Через интерфейс ввода — вывода приходится передавать ин­формацию различного вида: данные, адреса, команды, информа­цию о состоянии устройств. Для передачи каждого вида инфор­мации может быть выделена либо собственная группа линий – подшина, которую в этом случае называют функционально раз­деленной, либо одна и та же группа линий на основе разделения времени для передачи различных видов информации (такую подшину называют функционально совмещенной).

По конструктивному исполнению интерфейсы можно разделить на четыре категории:

1) межблочные, обеспечивающие взаимодейст­вие компонентов на уровне прибора, автономного устройства, блока, стойки, шкафа;

2) внутриблочные, обеспечивают взаимодействие на уровне плат, субблоков;

3) внутриплатные, обеспечивающие вза­имосвязь между интегральными схемами (СИС, БИС, СБИС) на печатной плате;

4) внутрикорпусные, обеспечивающие взаимодейст­вие компонентов внутри СБИС.

Межблочное сопряжение выполняется с использованием следующих конструктивных средств: коаксиального и оптоволоконного кабеля; плоского многожильного кабеля; многожильного кабеля на основе витой пары проводов.

Внутриблочное сопряжение печатных плат, субблоков выполняется печатным способом или накруткой ви­той парой проводов внутри блока, стойки, шкафа. Ряд интерфейсов может быть реализован комбинацией внутриблочного и межблочного исполнений.

Внутриплатное сопряжение реализуется печатным способом, внутрикорпусное – методами микроэлектронной тех­нологии.

ТРЕТИЙ ВОПРОС

В зависимости от требований унификации выделяют:

- физическую реализацию интерфейса, т.е. состав и харак­теристики линий передачи, конструкцию средств их подключения (например, разъем), вид и характеристики сигналов;

- логическую реализацию интерфейса, т.е. протоколы взаимо­действия, или алгоритмы формирования сигналов обмена.

В широком смысле протокол определяет совокупность правил реализации определен­ной функции, например, обмена, и в этом случае может включать требования, охватыва­ющие интерфейсы нескольких рангов.

Система аппаратных интерфейсов является одной из основных составляющих понятия архитектуры ВС.

На рисунке 3,а и 3,б показаны интерфейсы для машин ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ, соответственно.

В структуре ВС с выделенными ПВВ (порты ввода-вывода) отметим интерфейсы четырех рангов.

Через интерфейс И1 производится обмен информацией между ОП (общей памятью) и процессорами (ЦП или ПВВ).

Через интерфейс И2 — управляющей информацей между ЦП и ПВВ. Интерфейсы И1 и И2 являются внутренними, отражающими особенности конкретной мо­дели и не унифицируются.

Интерфейсы ввода-вывода (И3) обес­печивают обмен между ПВВ и контроллерами периферийных устройств (КПУ). Они стандартизуются, что дает возможность использовать одинаковые контроллеры и ПУ в различных моделях ЭВМ одной системы.

Интерфейсы И4 образуют группу так называемых «малых» интерфейсов, посредством которых собственно ПУ сопрягается с контроллером.

Степень унификации малых интерфейсов зависит от типа ПУ и контроллера. Так, если контроллер предназначен для управления только одним ПУ и конструктивно объединен вместе с ним, то их интерфейс не унифицируется. Если же контроллер предназначен для одновременного обслуживания множества ПУ, то соответствующий малый интерфейс должен быть стандартизован. При подключении аппаратуры систем передачи данных соответствующие интерфейсы принято называть стыками.

Рис. 3. Интерфейс для машин ЕС ЭВМ (а) и СМ ЭВМ (б).

Для мини и микроЭВМ характерно (рис. 3,б) наличие интерфейса Ио, посредством которого связаны между собой ЦП, ОП и контроллеры. Этот интерфейс принято называть системным (или объединенным), он унифицирован для всего семейства ЭВМ. Конт­роллеры в мини- и микроЭВМ достаточно просты, так как управление обменом между ПУ и ОП осуществляется в значительной мере программным путем. Это позволяет для семейств ЭВМ с различными интерфейсами И_о использовать одинаковые ПУ (но с разными контроллерами).

Интерфейсы принято характеризовать следующими параметрами:

- видом связи, т.е. возможностью вести дуплексную (сообщения могут одновременно передаваться в двух направлениях, что требует двух каналов связи), полудуплексную (сообщения могут передаваться в двух направлениях, но одновременно возможна передача только в одном) или симплексную передачу (сообщения могут передаваться только в одном направлении);

- пропускной способностью, т.е. количеством информации, передаваемой через интерфейс в единицу времени;

- максимально допустимым расстоянием между устройствами или суммарной длиной линий, соединяющих все устройства интер­фейса;

- задержками. при организации передачи, которые вызваны необходимостью выполнения подготовительных и завершающих действий по установлению связи между устройствами.

Конкретные значения этих параметров зависят от множества факторов, в частности от информационной ширины интерфейса, способа синхронизации, среды интерфейса, топологической структуры соединений и организации линии интерфейса, совмещения или функционального разделения линий. Все эти факторы определяют организацию интерфейса.