3. Классификация аппаратных интерфейсов

По типу сопрягаемых объектов можно выделить следующие группы аппаратных интерфейсов:

1. Внутрисистемные интерфейсы.

2. Системные интерфейсы.

3. Стандартные периферийные интерфейсы.

4. Малые периферийные интерфейсы.

5. Интерфейсы систем передачи данных:

Магистральные интерфейсы для WAN.

Интерфейсы локальных вычислительных сетей.

6. Интерфейсы распределенных систем управления.

Внутрисистемный интерфейс является группой интерфейсов, которая обеспечивает взаимодействие элементов ядра вычислительной системы и должно удовлетворять критерию максимальной производительности.

Системный интерфейс служит для развития системы, т.е. наращивания характеристик ядра (например, ISA, PC-104, PCI, ASB). Является компромиссом при создании дешевой вычислительной структуры.

Стандартный периферийный интерфейс характерен только для систем ввода-вывода и позволяет объединить процессор ввода-вывода и контроллер ввода-вывода. Характеристики стандартного интерфейса отличаются от предыдущих 2-х групп: критерием является удобство и эффективность управления большим числом периферийных устройств.

Малые интерфейсы ввода-вывода объединяют контроллер ввода-вывода с внешним устройством, из этого вытекают особенности организации этого интерфейса. Для каждого внешнего устройства требуется свой оптимальный интерфейс.

Интерфейсы систем передачи данных предназначены для организации взаимодействия вычислительных систем общего назначения. По степени территориального охвата можно выделить локальные, городские и глобальные сети (например, Интернет). В зависимости от места применения меняются требования к интерфейсам. Магистральные интерфейсы, на базе которых реализована связь между странами и континентами организована так, чтобы за единицу времени проходило максимальное количество информации. В таких интерфейсах превалирует пакетная передача данных, позволяющая наиболее эффективно использовать дорогие каналы связи. В локальных сетях основной целью является обеспечение достаточной пропускной способности, при которой у любого пользователя создается иллюзия монопольного использования ресурсов сети.

Интерфейсы локальных вычислительных сетей являются подмножеством интерфейсов систем передачи данных и предназначены для объединения вычислительных устройств, территориально сосредоточенных на сравнительно небольшой площади (десятки – сотни метров в поперечнике). Как правило, к локальным вычислительным сетям относят офисные сети, фрагменты корпоративных сетей (см. пирамиду автоматизации). Основная цель локальных вычислительных сетей – объединение разрозненных компьютеров общего назначения с целью передачи сравнительно больших объемов данных с высокой скоростью. В качестве примеров можно привести Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Wi-Fi.

Интерфейсы распределенных систем управления объединяют контроллеры с целью организации управления и сбора телеметрической информации с большого количества узлов сети. На первое место в таких системах выдвигается не объем и скорость передаваемой информации, а надѐжность и реальное время. Как правило, в распределенных системах управления объем передаваемых данных и скорости передачи сравнительно небольшие.

По среде передачи выделяют:

Проводные интерфейсы.

Оптические интерфейсы.

Беспроводные интерфейсы.

Акустические интерфейсы.

Проводные интерфейсы используют в качестве носителя информации электрический сигнал. В настоящий момент это наиболее распространенный тип интерфейса. К недостаткам интерфейса можно отнести высокую стоимость материалов.

Оптические интерфейсы используют для передачи информации свет. Свет может передаваться как по специальным световодам (оптоволокну), так и в воздушной или безвоздушной среде, в пределах прямой видимости. Использование оптоволокна позволяет сравнительно недорого осуществлять связь на большие расстояния. Как правило, оптические интерфейсы используют в сетях передачи данных при организации магистральных каналов связи или в системах, работающих в условиях помех (например, для передачи Hi-Fi звука в музыкальных центрах).

Акустический интерфейс предполагает использование звука для передачи данных в слышимом (20Гц..20кГц) или ультразвуковом диапазонах. Этот интерфейс характеризуется низкой скоростью передачи и используется там, где по каким либо причинам невозможно использование обычных каналов связи (например, под водой).

Кроме того, аппаратные интерфейсы можно классифицировать по характеристикам, перечисленным в предыдущем разделе.