Interfejs_rownolegly.pdf

UTK

INTERFEJS RÓWNOLEGŁY

W transmisji równoległej między komputerami lub innymi urządzeniami cyfrowymi

wszystkie bity tworzące znak danych lub słowo maszynowe komputera są przesyłane

synchronicznie i jednocześnie, przez wielokanałowe medium transmisyjne (kabel wielożyłowy,

skrętka przewodów). W odróżnieniu od transmisji szeregowej długość połączenia w przekazach

równoległych jest ograniczona zwykle do kilku metrów z uwagi na możliwość

rozsynchronizowania sygnałów. Największą przepływność w transmisji równoległej uzyskano

w standardzie HIPPI (1600 Mb/s).

Centronics – najprostszy, jednokierunkowy i naprzemienny interfejs równoległy działający

z potwierdzeniem typu handshake. Stosowany typowo do przyłączania urządzeń zewnętrznych do

komputerów klasy PC (drukarki, plotery). Maksymalny zasięg – kilka metrów przy szybkości do

kilkuset bajtów na sekundę. SCSI ( Small Computer System Interface ) – uniwersalny,

znormalizowany interfejs 8-bitowy zdefiniowany do komunikacji mikrokomputerów i szybkich

komputerowych urządzeń zewnętrznych (pamięci dyskowe, mikrokomputery). Możliwa praca

asynchroniczna (1,5 MB/s) i synchroniczna do szybkości 4 MB/s w zasięgu 6 m przy liniach

asymetrycznych oraz do 25 m przy różnicowym sposobie przesyłania danych.

HIPPI ( High Performance Parallel Interface ) – technika stosowana głównie do równoległych

(niekiedy szeregowych) połączeń interfejsowych między superkomputerami. Opracowany przez

ANSI standard HIPPI obejmuje kilka wersji tego łącza z przeznaczeniem: do wymiany banków

danych RAM, łączenia superkomputerów z hubami, routerami, serwerami dyskowymi, a także do

kampusowej szeregowej transmisji między superkomputerami. Wersja standardowa HIPPI

umożliwia jednokierunkową transmisję danych z szybkością 800 Mb/s (przez wieloparowy kabel

miedziany o przepływności: 25 Mb/s x 32 bity = 800 Mb/s) w zasięgu do 25 m. Przekaz jednego

32-bitowego słowa wymaga 50-parowego kabla zawierającego wiązki 32 skrętek dla danych, 4 par

przewodów do przesłania parzystości oraz kilku sygnałów sterowania z potwierdzeniem transmisji.

Transmitowane bloki danych mogą mieć zmienną długość od 64 kB do 4,3 GB; przy pracy

z wieloma urządzeniami są stosowane przełączniki z buforowaniem danych. Większą szybkość

transmisji (1600 Mb/s) uzyskuje się przez podwojenie liczby par przewodów miedzianych (dwa

kable) między urządzeniami stojącymi zwykle w tym samym pomieszczeniu. Kolejna wersja

standardu HIPPI pozwala na szeregową transmisję z szybkością 800 Mb/s (lub 1600 Mb/s) na

odległość do 10 km przez dupleksowe łącze światłowodowe. W standardzie szeregowym stosowany

jest kod transmisyjny 21B/24B, charakteryzujący się bardziej wydajną transmisją niż stosowane do

tej pory kody transmisyjne 4B/5B i 8B/10B. Alternatywą dla interfejsu HIPPI jest standard Fibre

Channel o przepływności do 800 Mb/s.

Interfejs Centronics

Interfejs Centronics został stworzony przede wszystkim na potrzeby drukarek. Podobnie

jednak jak RS 232C, stał się w pecetach standardem łącza równoległego. Oznaczeniem tego portu

używanym przez system operacyjny jest LPTn (n - numer portu). Oryginalny interfejs Centronics

był łączem jednokierunkowym, przesyłającym informację na zewnątrz (od komputera do drukarki -

taki był zamysł, a drukarki nie były wówczas urządzeniami „inteligentnymi", wymagającymi

komunikacji dwukierunkowej). Schemat blokowy interfejsu Centronics oraz nazwy jego sygnałów

sterujących i ich numery w złączu przedstawia rysunek 1.

Rys.1. Struktura i wyprowadzenia portu Centronics.

Tryby ECP I EPP

Jednokierunkowość interfejsu Centronics szybko stała się jego wadą. Pewnym

rozwiązaniem (lecz niestandardowym) było użycie do transmisji w drugim kierunku czterech linii

statusowych (piąty sygnał był używany jako sygnał potwierdzenia), co nazwano trybem Nibble.

Port dwukierunkowy wprowadzono w komputerach PS2. Polega na zmianie rozwiązań układów

wyjściowych portu i wprowadzeniu dodatkowego bitu w rejestrze sterującym decydującego o

kierunku transmisji. Ponieważ pojawiało się wiele niestandardowych rozwiązań, stworzony został

standard IEEE 1284 definiujący pięć trybów pracy portu równoległego. Trybami tymi są:

 Compatibility Mode - tryb pracy standardowego (jednokierunkowego) portu Centronics,

 Nibble Mode - tryb zgodny z trybem przesyłającym powrotne dane przez rejestr statusowy

portu Centronics,

 Byte Mode - tryb zgodny z pracą portu w komputerach typu PS2,

 ECP Mode - zmodyfikowany port równoległy pozwalający na swobodną transmisję w obie

strony,

 EPP Mode - najbardziej zaawansowany tryb pracy portu równoległego, tworzący

dwukierunkową magistralę 8-bitową mogącą przesyłać zarówno dane, jak i adresy.

Po uruchomieniu port równoległy powinien pracować w trybie Compatibility. Przełączenie do

pracy w innym trybie powinno być dokonane programowo po ewentualnych negocjacjach ze

współpracującym urządzeniem.

Numer

pinu

Sygnał generowany przez ECP EPP

2-9 Komputer lub urządzenie

peryferyjne

D7-D0 AD7 - ADO

Komputer

HostClk Write#

Komputer

HostAck Dstrb#

Komputer ReverseRequest# Init#

Komputer

1284Active Astrb#

15 Urządzenie peryferyjne PeriphRequest# Dla

użytkownika

13 Urządzenie peryferyjne Xflag Dla

użytkownika

Urządzenie peryferyjne

AckReverse# Dla

użytkownika

Urządzenie peryferyjne

PeriphClk Intr

Urządzenie peryferyjne

PeriphAck Wait#

Tab.1. Nazwy sygnałów na złączu Centronics dla trybów ECP i EPP.

Po przełączeniu w tryb ECP kierunek transmisji jest ustawiony od komputera do urządzenia.

Transmisja jest taktowana dwoma sygnałami: HostClk i PeriphAck. Komputer sygnalizuje

przekazanie danych stanem niskim HostClk. W odpowiedzi urządzenie potwierdza gotowość

przyjęcia danych stanem wysokim PeriphAck. Po otrzymaniu potwierdzenia komputer przestawia

HostClk z powrotem w stan wysoki, a urządzenie kończy cykl wczytaniem bajtu i ustawieniem

PeriphAck w stan niski, co sygnalizuje gotowość przyjęcia nowego bajtu.

Odwrócenie kierunku transmisji uzyskuje się dzięki sygnałowi PeriphReąuest, co jest potwierdzane

sygnałem ReverseRequest.

ECP oferuje ponadto dwie interesujące własności: przesyłanie poleceń pomiędzy komputerem

i urządzeniem oraz przesyłanie liczby identycznych, transmitowanych bajtów (co umożliwia

kompresję danych).

EPP

Tryb ten jest najbardziej zaawansowanym trybem pracy portu równoległego. Praca portu

przypomina pracę magistrali.

Zaletami trybu EPP jest możliwość podłączenia do portu wielu urządzeń oraz znacznie większy

transfer (ok. 1,5 do 2 MB/s) niż w przypadku standardowego złącza Centronics.

Interfejs SCSI

Interfejs SCSI (Smali Computer Systems Interface, nazwa ta po angielsku jest zwykle

wymawiana jako [skazi]) jest znacznie bardziej uniwersalny niż IDE. W istocie to równoległa

magistrala z określonym protokołem komunikacyjnym. Obecnie istnieją wersje szeregowe (SAS -

Serial Attached SCSI) i równoległe. Co więcej, szeregowe protokoły SCSI są stosowane w

interfejsach niemających SCSI w nazwie, takich jak Fibrę Channel, magistrala SSA, interfejs

FireWire czy też Ethernet. Przedstawienie pełnych możliwości magistrali SCSI wymagałoby

napisania osobnej książki. Tutaj postaramy się przedstawić podstawy działania, najważniejsze

własności i terminologię związaną z SCSI.

Od roku 2002, kiedy po wprowadzeniu interfejsu Ultra 320 SCSI stwierdzono, że z powodu barier

elektronicznych dalszy rozwój interfejsu równoległego jest trudny lub wręcz nie ma sensu,

rozpoczęto pracę nad standardem szeregowej wersji SCSI o nazwie SAS (Serial Attached SCSI).

Pierwsza wersja tego standardu trafiła do komitetu ANSI w roku 2004. Prace nad standardem

trwają nadal. Istnieją na rynku dyski pracujące z tym interfejsem (np. Maxtor), aczkolwiek są

nieliczne. Generalnie interfejs SAS (podobnie zresztą jak wcześniej i SCSI) jest przeznaczony dla

wysokowy- dajnych maszyn i jest interfejsem drogim. O losach tego interfejsu zadecyduje rynek,

jednak w powszechnych rozwiązaniach nie wydaje się skutecznym konkurentem SATA.

Cechy i własności podstawowej wersji magistrali SCSI to:

 Uniwersalność - gama urządzeń, które możemy dołączyć, jest bardzo szeroka i przykładowo

obejmuje: dyski twarde, CD-ROM-y, skanery, streamery, drukarki, napędy

magnetooptyczne i wiele innych.

 Duża liczba urządzeń - w podstawowej wersji do 8 urządzeń (przy czym jednym z nich musi

być kontroler SCSI (ang. host adapter SCSI); SCSI-3 umożliwia podłączenie do 32

urządzeń, choć częściej spotyka się wersje do 16 urządzeń. Każde urządzenie, łącznie z

kontrolerem, musi mieć przydzielony unikalny numer zwany jego identyfikatorem

(oznaczany jako ID, mający dla 8 urządzeń zakres od 0 do 7). Im wyższa wartość ID, tym

wyższy priorytet urządzenia, któremu go przydzielono.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: