ГОСТ Р МЭК 821-2000 Магистраль микропроцессорных систем для обмена информацией разрядностью от 1 до 4 байтов (магистраль VME)

,,,,,,,,,,,,Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Казанский национальный исследовательский технологический  университет»

(ФГБОУ ВПО КНИТУ)

Кафедра автоматизированных систем сбора и обработки информации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р Е Ф Е Р А  Т 

 

по дисциплине

«Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему: ГОСТ Р МЭК 821-2000 Магистраль микропроцессорных систем для обмена информацией разрядностью от 1 до 4 байтов (магистраль VME)

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы: 

 

Проверила:

 

 

 

                                                 

 

 

                                                  

                                                     

                                                       Казань 2013

 

 

 

Содержание

Предисловие………………………………………………………………….3

Введение …...…………………………………………………..……….…….4

1. Область применения…………………………………….............................5

    1.1 Назначение  стандарта магистрали VME………………......................5

    1.2 Элементы  интерфейсной системы…………………………………...5

         1.2.1 Основные определения……………………………......................5

                 1.2.1.1 Термины, используемые для описания механических конструкций магистрали VME……………………………………………...6

                1.2.1.2 Термины, используемые для описания функциональной структуры магистрали VME…………………………………………….…..7

               1.2.1.3     Типы циклов магистрали  VME………………………..11

        1.2.2  Основная структура магистрали VME…………….....................13

   1.3 Диаграммы,  используемые в магистрали VME……………………15

   1.4 Терминология…………………………………………………………17

        1.4.1 Состояния сигнальных линий………………………………….19

        1.4.2 Использование звездочки (*)…………………………....……..20

   1.5 Технические  требования к протоколу………………………………21

      1.5.1 Взаимосвязанные сигналы магистрали……………………..…22

       1.5.2 Широковещательные сигналы магистрали…………………....23

2. Примеры функционирования  системы………………………….……..24

Список литературы…………………………………………………............25

 

 

 

 

 

 

Предисловие

 

• Дата введения стандарта в действие: 01.01.2001
• Статус: действует
• Организация – разработчик: Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт «Кварц» (ННИПИ «Кварц»); НИИ стандартизации и унификации (НИИСУ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Настоящий стандарт определяет магистраль, реализуемую на объединительной плате (объединительных платах) и обладающую высокими техническими характеристиками. Магистраль предназначена для использования в микрокомпьютерных системах, в которых задействованы один или несколько микропроцессоров.

Основой стандарта являются «Общие технические требования на магистраль УМЕ», изданные группой изготовителей VME-магистральных изделий в августе 1982 г. Магистраль VME состоит из следующих четырех субмагистралей (далее - шин): шины пересылки данных, шины приоритетных прерываний, шины арбитража и служебной шины.

Шина пересылки данных выполняет 8-, 16- и 32-разрядные пересылки  данных. Линии данных и адресов не мультиплексируются. Протоколы пересылки являются асинхронными. Пересылки полностью квитируются. Шина приоритетных прерываний обеспечивает прерывания в реальном времени. Передача управления магистралью выполняется шиной арбитража, которая позволяет реализовать алгоритмы кругового и приоритетного арбитража. Служебная шина обеспечивает синхронизацию в процессе включения и выключения питания. Требования к механическим конструкциям модулей, объединительных плат, каркасов и оболочек основаны на соответствующих требованиях Публикации МЭК [1], [2].

Перечень нормативной  документации, на которую делаются ссылки в настоящем стандарте, приведен в ссылочных материалах.

Настоящий стандарт соответствует международному стандарту  МЭК821 (второе издание, 1991 г.).

 

 

 

 

 

 

1.  Область применения

1.1 Назначение стандарта магистрали VМЕ

Настоящий стандарт устанавливает требования к интерфейсной системе, используемой для взаимного соединения устройств обработки, запоминания данных и управления периферией (в дальнейшем- устройств) в единый аппаратный комплекс, и предназначен для решения следующих задач:

- обеспечение обмена информацией между устройствами по магистрали без вмешательства во внутренние операции других устройств, сопряженных с этой магистралью;

- определение электрических и конструктивных характеристик системы, необходимых для проектирования устройств, которые будут иметь надежную и однозначную связь с другими устройствами, сопряженными с магистралью;

- установление протоколов, которые однозначно определяют порядок взаимодействия между магистралью и сопряженными с ней устройствами;

- введение терминов и определений, которые употребляются для описания системного протокола;

- предоставление существенной свободы проектирования, позволяющей разработчику оптимизировать стоимость и/или рабочие характеристики, не влияющие на системную совместимость;

- предоставление системы,  в которой рабочие характеристики основном ограничиваются устройствами, а не интерфейсной системой.

1.2 Элементы интерфейсной системы

1.2.1 Основные определения

Структура магистрали УМЕ  может быть описана с двух точек  зрения: механической конструкции и функциональной структуры.

Конструктивные технические  требования содержат данные физических размерах каркасов, объединительных плат, передних панелей, модулей и

Функциональные технические  требования содержат данные о принципах работы магистрали, функциональных блоков, задействованных в каждой операции, и правилах, которые определяют их поведение.

Данный раздел содержит не претендующие на строгость определения некоторых основных терминов, употребляемых для описания структурной схемы и механических конструкций магистрали VME.

1.2.1.1 Термины, используемые для описания механических конструкций магистрали VME

объединительная плата (backplane): Печатная плата с 96-контактными соединителями и печатными сигнальными проводниками, которые соединяют соответствующие контакты этих соединителей. Некоторые системы магистрали УМЕ имеют единственную печатную плату – объединительную плату J1. Она содержит печатные сигнальные проводники, требуемые для выполнения основных операций. Другие системы магистрали VME имеют также дополнительную печатную плату – объединительную плату 12. Она содержит дополнительные 96-контактные соединители и печатные сигнальные проводники, требуемые для пересылок данных и адресов повышенной разрядности. Наконец, третьи имеют комбинированную печатную плату - объединительную плату Jl/J2, которая содержит печатные сигнальные проводники и соединители объединительных плат J1 и J2.

модуль (board): Печатная плата с набором электрорадиоэлементов и одним или двумя 96-контактными

соединителями, которые  могут сочленяться с соединителями  объединительной платы.

mездо (slot): Место перед объединительной платой (платами), куда помещается модуль для сочленения с соединителем (соединителями) этой платы. Если система имеет обе платы J1 и J2 или комбинированную объединительную плату Jl/J2, то каждое гнездо имеет два 96-контактных соединителя. Если система имеет только одну плату J1, то каждое гнездо имеет один 96-контактный соединитель.

каркас (subrack): Жесткая рамочная несущая конструкция, обеспечивающая механическую поддержку модулей, вставляемых в объединительную плату, надлежащее сочленение соединителей, отсутствие контакта между соседними модулями, распределение охлаждающих воздушных потоков в системе и невозможность нарушения контакта между вставленными модулями и объединительной платой вследствие вибрации или ударов.

1.2.1.2 Термины,  используемые для описания функциональной  структуры магистрали VME

На рисунке 1.1 приведена  упрощенная схема функциональной структуры  системы, содержащая сигнальные линии, интерфейсную логику объединительной платы и функциональные, блоки.

Рис.1.1 – Элементы системы, определенные настоящим стандартом

 

интерфейсная  логика объединительной платы магистрали VМЕ (backplane interface logic): Определенная логика, учитывающая характеристики объединительной платы: полное сопротивление ее сигнальных линий, время распространения сигналов, значения оконечных нагрузок и т. д. Настоящий стандарт устанавливает правила проектирования такой логики с учетом максимальной длины объединительной платы и максимального количества гнезд для модулей.

функциональный блок (functional module): Совокупность электронных схем, расположенных на одном модуле магистрали VME и совместно выполняющих какую-то определенную задачу.

шина пересылки данных (data tansfer bus): Одна из четырех шин объединительной платы. Позволяет задатчикам устанавливать направление пересылок двоичных данных между ними и исполнителями.

цикл шины пересылки  данных (data transfer bus cycle): Последовательность перепадов напряжения логических уровней на сигнальных линиях шины пересылки данных, которая реализует пересылку адреса или адреса и данных между задатчиком и исполнителем. Цикл шины пересылки данных подразделяется на две части:

- широковещательная пересылка  адреса;

- пересылка данных, если она предусмотрена.

Предусмотрено 34 типа циклов шины пересылки  данных. Они определены ниже в данном разделе.

задатчик (master): Функциональный блок, который инициирует циклы шины пересылки данных для пересылки данных между ним и исполнителем.

исполнитель (slave): Функциональный блок, который обнаруживает циклы шины пересылки данных, инициируемые задатчиком, и, когда эти циклы предусматривают его (исполнителя) участие, осуществляет пересылки данных между собой и задатчиком.

адресный монитор (location monitor): Функциональный блок, контролирующий пересылки по шине пересылки данных с целью обнаружения обращений к ячейкам, которые ему предписано контролировать. Если происходит обращение к одной из этих ячеек, адресный монитор вырабатывает внутримодульный сигнал.

шинный таймер (bus timer): Функциональный блок, который выполняет отсчет времени каждой пересылки по шине пересылки данных и завершает цикл шины, если это время превышает разумные пределы. Без этого блока может возникнуть ситуация, при которой задатчик попытается

выполнить операцию пересылки  данных в/из какой-то несуществующей ячейки исполнителя и неопределенно долго ждать результаты. Шинный таймер предотвратит эту задержку завершением цикла.

шина приоритетных прерываний (priority interrupt bus): Одна из четырех шин объединительной платы магистрали VME, которая позволяет прерывателям посылать запросы прерывания обработчикам прерываний.

прерыватель (interrupter): Функциональный блок, формирующий запрос прерывания на шине приоритетных прерываний, а затем предоставляющий информацию статуса/идентификации по требованию обработчика прерываний.

обработчик прерываний (interrupt handler): Функциональный блок, обнаруживающий запросы прерывания, которые формируются прерывателями, и отвечающий на эти запросы требованием о предоставлении ему информации статуса/идентификации.

последовательная цепочка (далее - цепочка) (daisy-chain): Определенный тип сигнальной линии магистрали VME, используемой для распространения уровня сигнала от модуля к модулю, начиная с первого гнезда и кончая последним гнездом. Магистраль VME имеет четыре цепочки предоставления шины и одну цепочку подтверждения прерывания.

формирователь последовательной цепочки подтверждения  прерьmания (IACK (interrupt acknowledge) daisy-chain driver): Функциональный блок, устанавливающий в активное состояние цепочку подтверждения прерывания всякий раз, когда обработчик прерываний подтверждает запрос прерывания. Такая цепочка гарантирует пересылку информации о статусе/идентификации по шине пересылки данных только от одного прерывателя, даже если запрос прерывания сформирован несколькими прерывателями.

шина арбитража (arbritration bus): Одна из четырех шин объединительной платы магистрали VME. Позволяет одному арбитру и нескольким запросчикам координировать порядок использования шины пересылки данных.