2. Классификация и особенности аппаратных интерфейсов эвм.

Аппаратный интерфейс - совокупность алгоритмов обмена между устройствами и технических средств, обеспечивающих обмен.

Классификация: критерий - сопрягаемые устройства (назначение):

1. Внутрисистемные интерфейсы

2. Системные

3. Стандартные периферийные

4. Малые периферийные

5. Систем передачи данных

6. Локальных сетей

7. Распределённых систем управления и контроллерных сетей

1. Предназначены для сопряжения элементов внутри ядра вычислительной системы. Характеризуются слабой стандартизованностью, высокой производительностью, параллельным типом, разрядность достигает больших значений (до 256), наибольшая производительность по сравнению с другими (10 - 100 Гбайт/с). Протоколы простые, аппаратно реализованные. Протяжённость до единиц метров.

2. Появились в рамках архитектуры мини-ЭВМ для решения следующих задач: сделать систему дешёвой и расширяемой на основе модульности. Объединяют элементы ядра и элементы СВВ, организуются в виде общей шины, хорошо стандартизированы. Производительность меньше, чем у внутрисистемных интерфейсов. Протоколы простые, аппаратно реализованные. Разрядность порядка 64 бит (или 128). Протяжённость малая - от единиц миллиметров до единиц метров (максимум - 15 метров). UniBus, Qbus, ISA, PCI.

3. Назначение: Объединяют ПВВ и КВУ (контроллеры). Среднее быстродействие, средняя протяжённость, параллельного типа, сложный протокол обмена, включающий сложную систему команд, аппаратно-программный. Обладает ограниченными возможностями адресации. Стандартов меньше, чем в п.2 SCSI, IPI, MultiChannel. Приборные интерфейсы

4. МЭК 625.

5. Связь ПУ с его контроллером. Характеризуется широким разнообразием, проектируется под ПУ. Бывают параллельные и последовательные. По протяжённости - до единиц километров. По сложности - протоколы простые. Отсутствие или ограниченность средств адресации. Интерфейсы: клавиатуры, RS232, PS/2, мониторы, НГМД, IDE.

6. Связь удалённого ПУ с ВС или связь компьютеров между собой. WAN - интерфейсы. Сфера СТК, а не ВТ.

7. Связь между собой автономных компьютеров. Особенности: последовательный тип, топология - моноканал, цепочка, кольцо, смешанная топология. Протяжённость средняя и большая (до единиц километров).

8. Сопряжение элементов распределённых систем управления. Отдельные вычислители, контроллеры ввода-вывода. Особенности: последовательная организация, использование всех вариантов топологий, не очень сложные протоколы, аппаратно-программные. Степень стандартизации значительная. Протяжённость до десятков километров. Всегда известна задача, можно рассчитать информационные потоки. Протоколы отличаются от протоколов ЛВС. CAN, USB.

4 уровня аппаратных интерфейсов(A,B,C,D):

A- внутрисистемный интерфейс

B- системный интерфейс

C- стандартный интерфейс в/в

D- малый интерфейс в/в

Характеристики аппаратных интерфейсов влияют на сбалансированность вычислительной структуры. Должны быть обеспечены достаточные пропускные способности между аппаратными интерфейсами. Рассмотрим эти группы интерфейсов:

Внутрисистемный интерфейс-группа интерфейсов, которая обеспечивает взаимодействие элементов ядра вычислительной системы и должно удовлетворять критерию -MAX производительность;

время передачи информации по интерфейсу - несколько сотен нс.

Системный служит для развития системы, то есть наращивания характеристик ядра(например, ISA, PCI). Является компромиссом при создании дешевой вычислительной структуры. На рисунке системным интерфейсом является шина и блок, выделенный тонкой линией.

Стандартный интерфейс в/в характерен только для систем в/в, позволяет объединить ПВВ и КВВ. Характеристики стандартного интерфейса отличаются от предыдущих 2-х групп: критерием является удобство и эффективность управления большим числом ПУ(периферийных устройств).

Малые интерфейсы в/в объединяют КВВ с ВУ, из этого вытекают особенности организации этого интерфейса.

Для каждого ВУ требуется свой оптимальный интерфейс.

Следует отметить ,что могут быть «экзотические» блоки, например ЛП, которая является буфером промежуточного хранения данных или хранения программ в/в.