Реферат: Методы уменьшения шумов и повышения помехоустойчивости электронных устройств

ядерными электронщиками США к 1982г.Во всех трех системах слова адреса и данных увеличены до 32х разрядов,что обеспечило емкость общей памяти системы в 4 млрд.адресов.

VME первой вышла на международный рынок,а более совершенная система Multibus-2 опоздала и не получила должного распространения,хотя эту аппаратуру начали выпускать более 100 фирм.Аппаратуру VME и ее улучшенные модификации выпускают более 300 фирм в разных странах,несмотря на архаичность базовой структуры системы.В России собирают модули VME,но на иностранных комплектующих и в небольших объемах.

В ПЭВМ также есть магистраль,обслуживающая процессор,

платы памяти и устройства ввода-вывода информации.В компьютере PS/2 фирмы IBM к магистрали "Microchannel" могут быть присоединены до восьми 16-разрядных процессорных модулей или до четырех 32-разрядных модулей. Архитектура "Microchanne" специализирована на структуру микропроцессоров Intel.

В стандарте Fastbus была определена локальная информационная сеть произвольной конфигурации,работающая в логическом протоколе,впервые едином для модулей, крейтов и сети.Скорость передачи информации через магистраль доведена до рекордного на те времена значения 80 Мбайт/сек.,для этого длительность фронтов импульсов пришлось уменьшить до 10 нс-

в 10 раз короче,чем в системе КАМАК.

Развитие МАГИСТРАЛЬНО-модульных систем завершает разработка с громким названием Futurebus("магистраль будущего")по стандарту США 1991г.В этой системе сделано одно принципиальное добавление,учитывающее особенность многопроцессорных компьютеров.В таких системах каждый микропроцессор имеет в своем распоряжении вспомогательную кэш-память.Во время выполнения параллельных программ у одного из процессоров появляется промежуточный результат, необходимый другим процессорам для дальнейшей работы.Этот результат нужно быстро передать в кэш-памяти нуждающихся процессоров.Процедура таких передач как раз и предусмотрена в стандарте Futurebus.

Отказ от магистрали-переход к РСИ.

Прогресс технологии микроэлектроники привел к тому,что в наше время размеры элементов в микросхемах

(транзисторов,резисторов,конденсаторов)удалось уменьшить до 0.6-0.8 мкм,а число элементов в одном кристалле увеличить до нескольких миллионов.Например,микропроцессор Pentium cодержит 3 млн. транзисторов,имеет соственную встроенную кэш-память и работает с частотой до 100 Мгц. Если несколько таких процессоров подсоединить к одной магистрали общего пользования,то их работа становится неэффективной:процессор,

быстро подготовивший промежуточный результат,занимает магистраль для передачи данных другому процессору,а остальные процессоры вынуждены простаивать в течение относительно медленной передачи.Магистраль,бывшая в

70-80х г.г. верхом достижений,к концу 80х годов стала узким местом,нужно было искать новое решение.

Специалисты,создававшие Fastbus и Futurebus+,в 1988 г. объединились для создания системы,способной решить новые задачи.Была начата разработка стандарта,известного сейчас как ANSI/IEEE Std 1596-1992 Scalable Coherent Interface-SCI,в русском переводе-Расширяемый Связный Интерфейс,РСИ.

рис.4.Модель узла РСИ.

Принцип магистрали общего пользования был отклонен в начале исследований.Решили,что в новой системе узлы следует соединять индивидуальными связями,причем информация должна передаваться по каналам связи только в одном направлении.Узел получает информацию из входного канала в дешифратор адреса.Если сообщение адресовано данному узлу,оно через дешифратор поступает в промежуточную память FIFO с очередью типа "первым вошло-первым вышло" и далее проходит на прикладные схемы узла для обработки,например,

микропроцессорами и транспьютерами.Если сообщение адресовано другому узлу,оно через проходную FIFO и переключатель передается в выходной канал к следующему узлу.Если ранее уже началась выдача обработанной информации из выходной FIFO,передача проходящей информации задерживается до окончания выдачи. Можно заметить,что узлы РСИ действуют подобно железнодорожному узлу:если со станции выходит поезд и выходной путь занят,то приходящий поезд направляют на запасной путь для отстоя;если же состав адресован именно этому узлу,то его вагоны сортируют и подают на разгрузочные пути.

Последний из цепочки узлов РСИ соединяется с первым узлом-образуется колечко из нескольких узлов связей.

Наименьшее колечко состоит из 2х узлов.Кольцеобразная структура позволяет любому узлу получать подтверждение в приеме своего сообщения.Для этого адресованный узел сразу же после приема сообщения вырабатывает эхо-сообщение и передает его в выходной канал,чтобы оно прошло по колечку к узлу,

вызвавшему первичное сообщение.Предусмотрены специальные узлы-агенты,имеющие выходы на боковые каналы, для соединения с другими колечками иными устройствами, выполняемыми в других стандартах.При помощи интерфейсных агентов конкретная система может быть расширена добавлением новых колечек с образованием сети произвольной конфигурации.РСИ является открытой системой, все составляющие которой работают в едином логическом протоколе и не требуют чуждых интерфейсов.

рис.5.Применение системы РСИ.

У-узел РСИ,А-агент,М-агент-мост,П-агент-переключатель,

РС-рабочая станция в стандарте РСИ,VME-крейт VME,

ПК-персональный компьютер,

ПКР-персональный компьютер в стандарте РС,

Э-сеть Ethernet.

Слово "связный" в названии системы означает,что в стандарте предусмотрены логические средства для образования связной группы кэш-памятей,получающих идентичную обновленную информацию.Связность устанавливается программно при помощи кодов-указателей адресов тех узлов,которые должны войти в связную группу. Затем процессор,создавший новую информацию,

быстро выполняет ее запись в основную память и в группу кэшей.