3.5.9 Мультиплексирование, конвейеризация, блочная передача

Для снижения общего количества линий связи магистрали часто применяется мультиплексирование шин адреса и данных, т.е. одни и те же линии связи используются в разные моменты времени для передачи как адреса, так и данных (в начале цикла – адрес, в конце цикла – данные). Для фиксации этих моментов (стробирования) служат специальные сигналы на шине управления. Понятно, что мультиплексированная шина адреса/данных обеспечивает меньшую скорость обмена, требует более длительного цикла обмена. По типу шины адреса и шины данных все магистрали также делятся на мультиплексированные и немультиплексированные [37], [98].

Рис. 46. Мультиплексирование шин адреса и данных.

Конвейеризация (pipelining) – обработка информации одновременно работающими модулями, каждый из которых выполняет заданную команду и передаѐт результат другому модулю.

В PCI во время реакции памяти на запрос шина простаивает (но не свободна). Конвейерный доступ AGP позволяет в это время передавать следующие запросы, а потом получить поток ответов.

Рис. 47. Циклы обращения к памяти в шинах PCI и AGP.

Блочная передача данных – вариант передачи, при котором минимизируются расходы на передачу служебной информации с целью увеличения скорости передачи больших объемов данных. Например, при блочной передаче данных на шине VMEbus адрес выставляется только один раз в начале каждого блока, далее данные передаются подряд, до окончания блока.

3.5.10 Устройства гальванической изоляции в аппаратных интерфейсах Гальваническая изоляция или гальваническая развязка – разделение электрических цепей посредством не проводящего ток материала. Для реализации гальванической изоляции можно использовать трансформаторы, конденсаторы, реле и оптроны [74].

Изоляция применяется для защиты от больших токов или напряжений, вызванных высоковольтными помехами и возникающих при наличии замкнутых цепей заземления. Такие замкнутые петли могут присутствовать в любой системе, где имеется несколько заземлений. Заземления в различных частях системы, связанных длинным кабелем, будут иметь различный потенциал, поэтому ток заземления будет проходить по соединительному кабелю. В отсутствие изоляции этот ток может создать дополнительные шумы, ухудшить качество канала или даже вывести из строя компоненты системы.

Токи, наводимые в длинных кабелях в условиях промышленности, например, при включении и выключении мощных электромоторов, при электростатических разрядах или при разрядах молнии, могут вызвать быстрые изменения потенциала заземления, величиной в сотни или тысячи вольт. При этом на информационный сигнал, передаваемый по каналу, накладывается высоковольтный импульс. При отсутствии изоляции этот высоковольтный импульс может нарушить передачу сигнала или даже вывести систему из строя. Подключение всех устройств, связанных общим интерфейсом, к одному заземлению сможет защитить систему от таких разрушающих воздействий, а изоляция устройств друг от друга позволяет избавиться от замкнутых "петлевых" заземлений.

3.5.10.1 DC/DC преобразователи DC/DC преобразователи предназначены для преобразования одного уровня напряжения в другой. Преобразователи, имеющие гальваническую изоляцию, можно использовать для питания элементов гальванической изоляции интерфейсов.