Шины управления режимом работы и специальных управляющих

сигналов содержат линии, обеспечивающие работоспособность интерфейса, в том числе приведение устройств в исходное состояние, контроль источников питания, контроль и службу времени и т. п. Важнейшим моментом в работе аппаратных интерфейсов является

синхронизация передачи информации.

Синхронизация – это согласование процессов взаимодействия между устройствами, заключающееся в передаче информации источником и ее приема приемником (одним или несколькими). Существуют два основных режима синхронизации: синхронный и асинхронный.

В синхронном режиме для синхронизации используют специальную линию для передачи тактовых импульсов. Информация в канале данных считывается приемником только в те моменты, когда на линии синхронизации сигнал активный. Таким образом, смена состояний источника и приемника взаимонезависимы и выполняются через одинаковые фиксированные интервалы времени. Реализация контроллеров синхронного аппаратного интерфейса упрощается по сравнению с другими.

Второе преимущество состоит в том, что удаётся максимально использовать скорость передачи аппаратуры. Повышение производительности происходит из-за 73 отсутствия необходимости обратной связи (подтверждения). Недостаток – отсутствие гибкости, необходимость использования дополнительных сигналов.

При асинхронном режиме смена состояний источника и приемника взаимозависимы, момент времени изменения состояния источника зависит от момента времени, когда приемник зафиксирует данные.

Асинхронный режим реализуется с помощью обратной связи от приемника к источнику

(рукопожатие, сигналы квитирования, подтверждения). В асинхронном последовательном интерфейсе RS-232 посылке очередного байта информации предшествует специальный старт-бит, сигнализирующий о начале передачи (обычно логический «0»). Затем следуют биты данных (их обычно 8), за которыми может следовать дополнительный бит (его наличие зависит от режима передачи, обычно этот бит выполняет функцию контроля четности). Завершается посылка стоп-битом (логическая «1»), длина которого (длительность единичного состояния линии) может соответствовать длительности передачи 1, 1.5 («полтора стоп-бита») или 2 бита. Стоп-бит гарантирует некоторую выдержку между соседними посылками, при этом пауза между ними может быть сколь угодно долгой (без учета понятия «тайм-аута»).Оптимальная загрузка сопрягающихся устройств. Асинхронный режим при работе источника со многими приемниками имеющими широкий диапазон скоростей передачи информации, обеспечивает большую общую пропускную способность, чем синхронный. Асинхронный режим не означает, что синхронизация отсутствует, при асинхронном принципе период синхронизации является переменным, а при синхронном этот период постоянен и определяется частотой работы самого медленного устройства. В асинхронных интерфейсах переключение сигналов на линиях шины не привязана к фронтам импульсов синхронизации. Эта шина позволяет гораздо проще приспособить широкое разнообразие устройств и удлинить шину без беспокойства о перекосе сигналов синхронизации и о системе синхронизации. Асинхронная шина легче масштабируется. Если шина синхронная, то переключение всех сигналов на линиях шины производится по фронту импульсов синхронизации. Эти шины могут быть быстрыми и дешевыми. Но частота работы параллельных интерфейсов ограничивается из-за проблем перекоса сигналов на разных линиях шины, что накладывает серьезные ограничения на длину этих шин. Обычно внутрисистемные шины синхронные, системные шины (расширения) могут быть синхронные (PCI) или асинхронные (ISA). В последовательных интерфейсах такие ограничения существенно меньше.

Изохронные интерфейсы – компромиссный вариант. Работают по принципу асинхронной передачи, но все переключения привязаны к тактовой сетке (т.е. варьируются дискретно). Пример: I2C.

Следует отметить, что в синхронных и асинхронных аппаратных интерфейсах могут быть как синхронные, так и асинхронные способы передачи данных (программно управляемые, ПДП).

Обмен данными может быть:

• Дуплексным: одновременный прием и передача данных.

• Полудуплексным: данные передаются в одном направлении с

возможностью смены направления.

• Симплексным: данные передаются только в одном направлении.