Лекции по "Технические средства САПР"

Технические средства САПР   Лекция 15          Доцент, к.т.н., Алексеев Анатолий Васильевич

 

Интерфейс мультимикропроцессорных  систем  MULTIBUS-2

 

На сегодняшний день существует большое многообразие подходов к  построению интерфейсов микропроцессорных вычислительных систем (МПВС):

1. Совмещение и разделение шины адреса и шины данных;

2. Необходимая разрядность шины адреса и шины данных – 16, 32, 64 бита;

3. Синхронный и асинхронный обмен;

4. Централизованный и децентрализованный арбитраж;

5. Векторное и невекторное прерывание.

Несмотря на многообразие подходов, можно отметить ряд тенденций  в организации интерфейсов:

1. Ориентация на многопроцессорные вычислительные системы;

2. Увеличение пропускной способности вычислительных систем;

3. Повышение надёжности и достоверности передаваемой информации, а также живучести вычислительных систем;

4. Снижение стоимости.

  Указанные требования противоречивы,  отсюда и разнообразие способов  организации интерфейсов. Так, например, увеличение пропускной способности достигается:

1. Расширением шины данных до 32 и 64 разрядов;

2. Применением блочного обмена;

3. Совмещением процедур обмена и арбитража;

4. Использованием асинхронного обмена, когда медленный задатчик снижает производительность вычислительной системы только когда работает;

5. Применением быстродействующих больших интегральных схем (БИС).

  Интерфейс MULTIBUS-2 является процессорно-независимым интерфейсом для  мультимикропроцессорных систем (ММПС), рассчитанных для скоростной передачи данных не ниже 50 МБ/сек.  Его особенностями являются:

1. Синхронный обмен с ограниченным временем ответа;

2. Децентрализованный арбитраж;

3. Использование 4-х адресных пространств;

4. Возможность использования 8,16,32 и 64 разрядной шины данных;

5. Возможность пословного и поблочного обмена;

6. Использование контроля на чётность не только для каждого байта шины адреса и шины данных, но и для шины управления.

  Интерфейс MULTIBUS-2 предоставляет возможность одновременного использования пяти типов интерфейсов и частных шин:

1. Параллельного интерфейса; 

2. Последовательного интерфейса;

3. Локальной шины расширения;

4. Канал прямого доступа к памяти (КПДП);

5. Расширенной шины ввода/вывода.

Применение частных шин преследует 2 цели:

1. Увеличение пропускной способности;

2. Снижение стоимости за счёт замены универсальной шины несколькими специализированными.

   При использовании интерфейса  MULTIBUS-2 пользователю предоставляются практически неограниченные возможности при выборе архитектуры  вычислительной системы. Все шины совместимы друг с другом, причём пользователь может использовать их все или только несколько из них в различных комбинациях.

      Рассмотрим общий  случай МПВС, объединяющий все пять типов шин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подключение памяти команд через локальную  шину расширения позволяет совместить во времени процедуру обмена и  выборки команды, что на 80÷90% увеличивает  производительность вычислительной системы.

«Собственные» быстродействующие периферийные устройства (ПУ)  подключаются через расширенную шину ввода/вывода.

Общие ПУ для нескольких микропроцессорных  систем и общая память подключаются через параллельный интерфейс, который является системным интерфейсом.

Для того, чтобы медленные ПУ не снижали пропускную способность системного интерфейса их подключают через канал прямого доступа.

Для микропроцессорных связей и  организации локальной ВС могут  использоваться как параллельные, так  и последовательные интерфейсы. При этом в состав микропроцессорной системы и других модулей, подключаемых к сети, должна входить схема контроллера сети. При этом протокол обмена таков, что при переходе от параллельного интерфейса к последовательному, и наоборот, не требуется существенных аппаратных и программных изменений.

Все частные шины, входящие в состав MULTIBUS-2, допускают работу в режиме многих задатчиков. Арбитраж на расширенной шине ввода/вывода и канал прямого доступа к памяти регламентируется стандартом MULTIBUS.  В отличие от интерфейса MULTIBUS, в MULTIBUS-2 не предусматривается специальной шины прерывания. Процедура прерывания выполняется как частый случай обмена сообщениями и напоминает векторное прерывание в интерфейсе MULTIBUS.