Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Телекоммуникационные системы - файл Лек_5_Посл_Ас_Ад.doc


Загрузка...
Лекции - Телекоммуникационные системы
скачать (1229.5 kb.)

Доступные файлы (15):

5_1_1Синхронизация процесса передачи.doc268kb.17.09.2008 01:48скачать
Введение_00.doc34kb.30.08.2008 01:04скачать
Вопросы по курсу лекций.doc47kb.25.11.2008 08:09скачать
ИКМ_30_РИС.doc48kb.25.11.2008 07:25скачать
Лек_3_Тлк_Деят.doc41kb.29.08.2008 01:33скачать
Лек_4_1_Кмм_Эл_Цеп.doc393kb.29.08.2008 01:17скачать
Лек_4_3_Сеть абонентского доступа.doc94kb.10.09.2008 19:02скачать
Лек_4_Сист_Комм.doc87kb.04.09.2008 02:20скачать
Лек_5_Посл_Ас_Ад.doc759kb.31.07.2008 01:18скачать
Лек_5_Сист_Прд.doc407kb.17.09.2008 01:51скачать
Лек_6_Многокан _ПРД.doc723kb.05.10.2008 19:18скачать
Лкц_1_Стандарты.doc41kb.28.08.2008 23:11скачать
Лкц_2_Взаим_Откр_Сст.doc156kb.28.08.2008 23:19скачать
Лкц_5_3_Синхр_Манч.doc336kb.23.10.2008 02:19скачать
Рек_Литер.doc27kb.29.08.2008 01:31скачать

Лек_5_Посл_Ас_Ад.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...




5.2 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ АСИНХРОННЫЙ АДАПТЕР

(ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ПОРТ RS-232)
5.2.1 Физический уровень интерфейса последовательного порта

Практически каждый компьютер оборудован одним или несколькими последовательными асинхронными адаптерами (портами RS-232.).

П
оследовательный асинхронный адаптер (далее просто порт) представляет собой периферийное устройство компьютера, которое предназначено для асинхронного приема и передачи данных на физическом уровне в соответствии с рекомендацией МККТТ V.28 «Электрические характеристики несимметричных цепей стыка, работающих двухполюсным током». В соответствии с этой рекомендацией каждая цепь стыка реализуется одним сигнальным проводом с общим для всех сигнальных цепей проводом сигнального заземления, так как это изображено на рисунке 1. Допускается соединение одного передатчика только с одним приемником – соединение точка-точка (Point To Point).

В
цепях передачи данных значение «1» должно соответствовать напряжению менее –3В, а значение «0» напряжению более +3В (для сигналов управления – наоборот). В линиях связи выполненных с учетом Рекомендаций V.28 обеспечивается передача данных на расстояние до 15м со скоростью до 20Кбит/сек.

Рис 2. Уровни напряжений логических сигналов данных (Рек. V.28).

В последнее время, для обеспечения больших допустимых расстояний и скоростей передачи, МККТТ рекомендует использовать симметричные цепи стыка. В симметричных цепях стыка, выполненных в соответствии с Рекомендациями V10 и V11 (Говорят интерфейс RS-422 или RS-485), сигнальное заземление не используется – передатчик и приемник заземляются отдельно, а сигнал передается наличием или отсутствием тока в двухпроводной цепи. Для увеличения помехоустойчивости сигнальная пара проводов скручивается в виде спирали – витая пара.








Витая пара




ПРД


















Рис.3 Многоточечное соединение передатчика с несколькими приемниками.

Для передачи и приема сигнала по симметричной линии используются дифференциальные усилители, которые позволяют создавать многоточечное соединение, изображенное на рисунке 3. К симметричной линии могут подключаться несколько передатчиков и несколько приемников.

Основные технические параметры физического уровня интерфейсов RS-232, RS-422 и RS-485 приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Интерфейс

RS-232

RS-422

RS-485

Скорость передачи

19200бит/сек

(по стандарту)

До 10Мбит/сек

До 10Мбит/сек

Допустимая длина

15м

1200м

1200м

Вид сигнала

Несимметричная линия

Симметричная линия

Симметричная линия

Число ПРД

1

1

32

Число ПРМ

1

10

32

Организация связи

Полный дуплекс

Полудуплекс

Полудуплекс

В симметричной линии многоточечного соединения передачу информации должен выполнять только один передатчик, а один или несколько приемников принимают и обрабатывают данные. Поэтому в многоточечных соединениях каждый порт должен работать в полудуплексном режиме – в каждый момент времени только передает или только принимает. При соединении точка-точка (двухточечное соединение) для передачи и приема используются отдельные сигнальные линии приема RD и передачии TD, по которым порт может одновременно передавать и принимать информацию – работать в режиме полного дуплекса.



Таблица 2

ПРМ/ПРД

ПРМ1

ПРД1

ПРД/ПРМ

ПРМ2

ПРД2

Направление передачи

0

ВЫКЛ

ВКЛ

1

ВКЛ

ВЫКЛ

От 1 к 2


1

ВКЛ

ВЫКЛ

0

ВЫКЛ

ВКЛ

От 2 к 1


Обмен информацией в в линии с многоточечным соединением должен быть организован так, чтобы в один и тот же момент времени передачу данных выполнял только один передатчик (Передатчики «говорят» по очереди). В противном случае, информация в линии передачи искажается, говорят, что произошло столкновение данных в канале. Для исключения столкновения данных в полудуплексном канале процесс передачи синхронизируется специальными сигналами управления потоком передачи. На рисунке 3 для управления потоком используются сигналы ПРМ/ПРД и ПРД/ПРМ. Единичное значение сигнала ПРМ/ПРД включает приемник и выключает передатчик, а единичное значение сигнала ПРД/ПРМ включает передатчик и выключает приемник.

^ 5.2.2 Подключение к порту.

Для подключения периферийного устройства к порту на корпусе компьютера устанавливается один из двух типов разъема:

  • DB9- девяти контактный разъем или

  • DB25 – 25-контактный разъем.

Сигналы, которые подключаются к штырям разъема DB9 перечислены в таблице 3.

Таблица 3

Ном

Конт.

Назначение

сигнала со стороны компьютера.

Напр

сигн.


1

Детектор принимаемого сигнала (Data Carrier Detect -DCD)

Вход

2

Принимаемые данные (Receved Data – RD)

Вход

3

Передаваемые данные (Transmitted Data - TD)

Выход

4

Готовность выходных данных (Data Terminal Redy – DTR)

Выход

5

Сигнальное заземление (Signal Ground – SG)




6

Готовность данных (Data Set Ready – DSR)

Вход

7

Запрос для передачи (Request To Send – RTS)

Выход

8

Сброс для передачи (Clear To Send - CTS)

Вход

9

Индикатор вызова (Ring Indicator – IR)

Вход

Сигналы, которые подключаются к штырям разъема DB25 перечислены в таблице 4.

Таблица 4

Ном

Конт.

Назначение

сигнала со стороны компьютера.

Напр

сигн.


1

Защитное заземление (Frame Ground – FG)




2

Передаваемые данные (Transmitted Data - TD)

Выход

3

Принимаемые данные (Receved Data – RD)

Вход

4

Запрос для передачи (Request To Send – RTS)

Выход

5

Сброс для передачи (Clear To Send - CTS)

Вход

6

Готовность данных (Data Set Ready – DSR)

Вход

7

Сигнальное заземление (Signal Ground – SG)




8

Детектор принимаемого сигнала (Data Carrier Detect -DCD)

Вход

9-19

Не используются




20

Готовность выходных данных (Data Terminal Redy – DTR)

Выход

21

Не используется




22

Индикатор вызова (Ring Indicator – IR)

Вход

Д


Кон

Цепь

1

2

3

4

5

6

7

8

9

DCD

RD

TD

DTR

SG

DSR

RTS

CTS

RI

Кон

Цепь

1

2

3

4

5

6

7

8

9

DCD

RD

TD

DTR

SG

DSR

RTS

CTS

RI

Рис 4. Схема модемного кабеля.

Рис 5. Схема нуль-модемного кабеля.

TD

TD

RD

RD
ля подключения к порту периферийных устройств, чаще всего модемов, используется модемный кабель, схема которого для разъема DB9 изображена на рисунке 4. В этом кабеле одноименные цепи соединены между собой. С учетом описания назначения сигналов со стороны ЭВМ, представленного в таблице 3, цепь RD на стороне модема передает данные из модема, а цепь TD принимает данные от ЭВМ.

Для соединения через порты двух DTE (двух ЭВМ) используют нуль-модемный кабель, схема которого изображена на рисунке 5. В этом кабеле цепь RD одного DTE соединяется цепью TD другого DTE и наоборот. Кроме этого выходы управляющих сигналов соединяются с входами соответствующих сигналов.

Нуль-модемным кабелем соединяют DTE по схеме точка точка для простых локальных сетей (выносной пульт управления) или для отладки канального и более высоких уровней взаимодействия глобальных сетей.

^ 5.2.3 Структурная схема порта

Порт подключается к системной шине ввода/вывода процессора ISA или PCI(на рисунке слева) и к перефирийному устройству (модем, манипулятор, принтер игровая приставка и т.п.) через разъем DB9 или DB25, изображенный справа.



Команды процессора (in add_prt; out add_prt, data) позволяют записывать информацию в порт или читать ее из порта. Запись или чтение из порта называют взаимодействием с портом. Для процессора порт представляется набором регистров в последовательно расположенных адресах области ввода/вывода. Команда out записывает в указанный регистр данные (байт или слово), команда in читает из указанного регистра данные (байт или слово). Для организации такого взаимодействия к устройству управления порта подключены сигналы данных D0,D1,..,D8 и сигналы адреса A0,A1,..,A15 шины ввода вывода. При выполнении команды out процессор формирует на шине ввода/вывода сигналы данных D0,D1,..,D8, сигналы адреса регистра порта A0,A1,..,A15 и выдает сигнал Зп, который записывает в выбранный регистр значения D0,D1,..,D8. При выполнении команды in процессор формирует на шине ввода/вывода сигналы адреса A0,A1,..,A15 выбранного регистра, сигнал Чт, после чего порт подключает выбранный сигналами адреса регистр к линиям данных D0,D1,..,D8, с которого процессор считывает состояние регистра. Обращения к регистрам показаны пунктирными стрелками.
^

Таким образом для процессора порт


  • представляет собой набор регистров, котрые подключены к шине ввода/вывода;

  • каждый регистр имеет уникальный адрес, по которому он может быть выбран для записи или чтения из него байта данных;

  • взаимодействие порта с переферийным устройством определяется содержимым его регистров.

Справа от порта изображен разъем с помощью которого порт подключается к перефирийному устройству. Данные с переферийного устройства, переданные в соответствии с требованиями рекомендации V24 и V28, поступают в регистр данных. А данные передаваемые на переферийное устройство (записанные в регистр данных порта) поступают в регистр хранения передатчика . Откуда они переписываются устройством управления в освободившийся регистр сдвига передатчика. Из регистра сдвига передатчика данные бит за битом, начиная с младшего, передаются переферийному устройству, в соответствии с рекомендацией V24 и V28.

В момент получения байта данных от периферийного устройства (заполнения регистра данных) порт вырабатывает сигнал прерывания, который поступает на шину ввода/вывода.

Таким образом в соответствии с рекомендациями V24 и V28 порт и пкереферийное устройство, образуют систему передачи информации, которая использует две независимо действующие линии связи RD и TD – дуплексная линия. Для управления процессом передачи информации могут использоваться специальные сигналы.

^ 5.2.4 Формат передачи данных

В соответствии с рекомендацией V24 и V28 для передачи информации используется код без возвращения к нулю. Так как для передачи используется только один канал (несимметричная линия RD или TD, то информация передается в последовательном виде – бит за битом порциями по нескольку бит. Передатчик может начать передачу в любой момент времени, а приемник должен быть готов принять переданную информацию. Поэтому для синхронизации начала приема используется специальный сигнал, который называют стартовым битом. Окончание приема информации определяется параметрами работы порта: числом бит в пакете информации и скоростью передачи.

Способ передачи информации при котором начало передачи определяется специальным сигналом, а положение информационных сигналов определяется временной диаграммой передач называют асинхронным. При этом способе передачи генераторы, определяющие временную диаграмму передачи и приема, работают независимо. Поэтому, для обеспечения синхронизации передачи, к стабильности этих генераторов предъявляются жесткие требования. (Поэтому порт называется асинхронным).


Если временное положение информационных сигналов определяется специальными сигналами синхронизации или самими информационными сигналами, то такой способ передачи называется синхронным (Синхронный режим порта ВВ8055, код с возвращением к нулю, манчестерский код и некоторые другие).

Формат передаваемого пакета данных представлен на рисунке 6. На этом рисунке изображена логическая диаграмма (сигналы представлены логическими значениями) передачи данных в интерфейсе RS-232. В исходном состоянии линия передачи находиться в состоянии «СТОП» – логическая «1» (<-3B). Начало передачи определяется моментом перехода состояния линии в «0», которое называют состоянием «СТАРТ» или стартовым битом. Длительность этого состояния равна длительности передачи одного бита информации 1/Vп, где Vп – установленная скорость передачи. Например если установлена скорость передачи 9600Бит/Сек, то длительность стартового и любого информационного бита будет равна 1Бит/9600Бит/Сек=0,0001416сек (почти полторы миллисекунды). После окончания стартового бита (через 1,416 миллисекунд) начинается передача информационных бит.







В зависимости от установленных параметров передачи, может передаваться от 5 до 8-ми бит данных. Если это предусмотрено установленными параметрами порта, то после информационных бит передается бит проверки на четность (или нечетность). И завершается передача стоповым битом – линия передачи переходит в состояние «1». В этом состоянии она должна находиться до тех пор, пока не начнется передача следующей порции данных.

Для контроля процесса передачи, если контроль предусмотрен, подсчитывается число единиц в передаваемом пакете данных (от 5 до 8-ми бит) и передаваемый после информационных бит бит четности дополняет число переданных единиц до четного числа – контроль по четности или до нечетного числа – контроль по нечетности.

Например, пусть передается ASCII код (41h или 0100 0001b) строчной буквы A латинского алфавита с проверкой на четность. Передача этого кода с учетом стартового бита, 8 бит информации, бита четности и стопового бита занимает 1,41611=15,576 мСек. Логическая диаграмма передачи кода буквы А изображена на рисунке 7. Следует обратить внимание, что биты кода буквы A передаются начиная с младшего бита. Бит проверки на четность равен «0», так как в коде буквы A (0100 0001b) четное число единиц.

Логическая диаграмма передачи строчной латинской буквы W представлена на рисунке 7. В этой диаграмме бит четности равен «1», так как в коде буквы W нечетное число единиц (0101 0111b).

Если проверка на четность (нечетность) не используется, то этот бит исключается из логической диаграммы передачи и время передачи кода становиться короче на время передачи одного байта.

Р
исунок 7. Логические диаграммы передачи кодов букв A и W

Вопросы для самопроверки по разделам 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3

  1. Какой тип цепей используются для реализации интерфейса RS-232.

  2. Какими уровнями напряжений представляются логические сигналы «1» и «0» для информационных цепей и цепей управления.

  3. Определите отличие соединений типа точка-точка и многоточечного соединения.

  4. Какой тип цепей используется в многоточечном соединении.

  5. Основные технические характеристики не симметричных и симметричных цепей в интерфейсах RS-232, RS-422 и RS-485.

  6. Организация полудуплексной передачи в интерфейсе RS-485.

  7. Какие разъемы используются в ЭВМ общего применения для подключения периферийных устройств к порту.

  8. Назначение сигналов на разъеме порта.

  9. Опишите схемы кабелей для подключения модема и DTE к порту.

  10. Опишите структурную схему порта.

  11. Чем представляется порт процессору ЭВМ и как взаимодействует процессор с портом.

  12. Что такое асинхронный и синхронный способы передачи.

  13. Формат передачи данных в интерфейсе RS-232.

  14. Как определить время передачи одной порции информации в интерфейсе RS-232.

  15. Объясните как передаются коды латинских букв A и W .

^ 5.2.4 Функции регистров порта

Базовая система ввода вывода отводит для портов 4 области по 8 последовательно расположенных адресов нулевом сегменте: 2E8-2EF, 2F8-2FF, 3E8-3EF и 3F8-3FF. Номер регистра в каждой области определяется значением последней цифры. Поэтому далее номера регистров будут определяться обозначением ХХi, где i номер регистра 8,9,A,..,E (рассматриваются функции 7-ми регистров). Номер первого регистра в области ХХ8 называют базовым адресом порта. Базовый адрес и все остальные адреса регистров порта больше 256, поэтому он задается в регистре DX. Для обращения к порту используются команды

in DX,AL – чтение из регистра, указанного DX в регистр процессора AL

out DX,AL – запись в регистр, указанный DX, из регистра процессора AL.

На лабораторных занятиях мы, для обращения к регистрам порта, будем пользоваться программой debug (отладчик), которая является интерпретатором инструкций отладчика (команд отладчика). Например, инструкция отладчика

o 3F8 55

будет интерпретироваться командами

mov DX, 3F8h ; Загрузка адреса регистра порта в регистр процессора DX

mov AL, 55h ; Загрузка байта 55h в регистр процессора AL

out DX, AL ; Запись содержимого AL, в реистр порта с адресом из DX

а инструкция отладчика

i 3F8

будет интерпретироваться командами

mov DX, 3F8

in AL,DX

Размерность операнда, который записывается или считывается из регистров определяется размерностью указанного в команде регистра процессора AL, AX или EAX.

^ 5.2.4.1 Регистр данных ХХ8 – используется для обмена данными с портом и записи младших разрядов константы - делителя частоты тактового генератора, которая определяет скорость передачи (после ввода в управляющий регистр байта с установленным старшим битом). Для записи в порт и передачи кода 0101 0101b=55h необходимо выпорнить инструкцию o 3F8 55.




Зависимость скорости передачи от значения делителя частоты приведена в таблице 5.

Таблица 5

Делитель (10)

Делитель (16)

Скорость бит/сек

1040

600h

110

768

300h

150

368

180h

300

192

0C0h

600

96

60h

1200

48

30h

2400

24

18h

4800

12

0Ch

9600

6

6h

19200

3

3h

38400

2

2

57600

1

1

115200


^ 5.2.4.2 Регистр управления прерывания

Этот регистр используется либо для управления прерываниями от порта либо (после ввода в управляющий регистр байта с установленным старшим битом) для ввода старшего бита делителя частоты тактового генератора.



Например, если необходимо формировать прерывания при приеме каждого очередного байта, то необходимо записать в регистр управления прерываниями код 01h (0000 0001b). Если прерывания не используются, то этот регистр должен иметь значение 00h.

^ 5.2.4.3 Регистр идентификации прерываний

В этот регистр порт записывает причину формирования прерывания. Считывая состояние этого регистра, программа может определить причину прерывания.

Если необходимо узнать причину возникшего прерывания, то нужно выполнит инструкцию i 3FA и проанализировать результат. Например, если разрешено прерывание при готовности данных и после возникновения прерывания прочитан код 04h, то приемном буфере (регистре данных 3F8h) находиться принятый код. После чтения состояния линии (регистра 3FD) значение в этом регистре сбрасывается.

^ 5.2.4.4 Управляющий регистр (ХХВ)

Управляющий регистр служит для установки основных параметров работы порта:

  • Установки скорости передачи (устанавливает режим ввода делителя),

  • Длины передаваемого блока данных,

  • Количества стоповых бит,

  • Режима контроля передачи,

  • Установки режима BREAK для перефирийного устройства.





Например, если требуется указать скорость передачи порта, то необходимо установить старший бит этого регистра, а затем записать младшие разряды делителя в регистр данных (3F8h) и старшие в регистр управления прерываниями (3F9h), после чего сбросить старший бит регистра управления. Если необходимо установить режим передачи блоков данных из пяти бит, с двумя стоповыми битами и без проверки на четность, то в регистр управления необходимо записать код:

0000 0100b =04h

5 бит

2 стопа

нет контроля четности

^ 5.2.4.5 Регистр управления модемом (XXC)

Регистр управления модемом служит для переключения состояний выходных линий порта:

  • DTR

  • RTS

  • OUT1

  • OUT2

Например, если необходимо установить сигнал готовности передаваемых данных DTR, то в регистре управления модемом нужно установит младший бит, выполнив инструкцию o 3FC 01.

Четвертый бит этого регистра позволяет организовать внутренний шлейф передачи данных (соединяем RD и TD). Для создания шлейфа необходимо установить четвертый разряд регистра управления модемом.




^ 5.2.4.6 Регистр состояния линии

Регистр состояния линии определяет состояние регистров приема и передачи, а так же состояние ошибок, которые обнаружены при приеме.



Читая состояние этого регистра можно определить можно ли записывать очередную порцию данных в порт (управление методом опроса). Для этого необходимо периодически считывать значение регистра состояние линии и проверять состояние разрядов 5 и 6. Если разряд 5 установлен, то в порт можно записывать очередную порцию данных для передачи.

Проверяя состояние младшего разряда регистра можно определить момент готовности очередной порции данных, которые приняты от периферийного устройства (модема).

^ 5.2.4.7 Регистр состояния модема
Регистр состояния модема хранит состояние входных управляющих сигналов порта (управляющих сигналов, которые получены от периферийного устройства – модема): DCD, RI, DSR и CTS. Кроме этого регистр фиксирует изменение состояния этих сигналов. Состояние сигналов храниться в старших битах регистра, а изменение состояния фиксируется установкой соответствующих разрядов в 4-х младших битах.





Вопросы к разделу 5.2.4


  1. Размещение регистров портов в адресном пространстве ввода/вывода.

  2. Инструкции для доступа к портам в программе debug и их интерпретация машинными командами.

  3. Описать функциональное назначение регистров порта.

^ 5.2.5 Управление потоком в интерфейсе RS-432

Любое движение материальных объектов должно регулироваться. Нерегулируемое движение (Броуновское) иногда приводит к нежелательным последствиям. Поэтому для организации движения используют специальные системы управления:

  • воздушным движением,

  • железнодорожным транспортом,

  • автомобильным и

  • водным транспортом.

Эти системы воздействуют на движущиеся объекты путем

  • ограничения скорости,

  • приостановки движения,

  • пространственного и временного разграничения.

Известной нам со школьной скамьи задачей управления движением является задача о бассейне V, в который по одной трубе А втекает жидкость, а по другой Б вытекает. Если поток жидкости WАл/мин, который втекает в бассей, больше чем поток жидкости WБл/мин, который вытекает из бассейна, то при любом конечном объеме бассейна V (в литрах) существует такое конечное

Т=мин,

после которого бассейн начнет переполняться.

В системах передачи, при отсутствии управления потоком информации, возможно явление подобное «переполнению бассейна». Данные поступающие по каналу связи либо сразу обрабатываются, либо накапливаются в буфере для последующей обработки преобразования, накопления или передачи. Если скорость обработки меньше чем скорость поступления данных, то данные будут в лучшем случае потеряны, а в худшем случае может произойти авария (пример с Протоном). Действительно, если скорость поступления данных (поток или говорят трафик) превышает скорость обработки, полученных данных, то при любом объеме приемного буфера возможно его переполнение (потеря данных).

Д
ля организации управления потоком данных в дуплексной системе передачи интерфейса RS-232 предусмотрены специальные цепи управления. Процесс передачи данных между портом и периферийным устройством (модемом) показан на рисунке 8.

На этом рисунке данные от DTE передаются на DCE по линии TD-RD – передаваемые данные DTE являются принимаемыми данными для DCE. И наоборот, по линии RD-TD DTE получает данные от DCE. По технологическим соображениям (Обозначения сигналов на обоих концах кабеля должны быть одинаковы) линия передающая данные на DCE обозначается TD, но внутри модема подключается к приемнику данных RD. Управление потоком данных от DTE к DCE (переполняет буфер передатчик) реализуется сигналми CTS и DTR, которые обозначенными со стороны DTE. Сигнал DTR включает процесс приема в DCE, а сигнал CTS, формируемый DCE как RTS, управляет процессом передачи – предотвращает переполнение буфера и потерю данных. Процесс передачи со стороны DCE управляется аналогичными сигналами. Переполнение приемного буфера в DTE предотвращается сигналом CTS, который на стороне DTE именуется RTS.

В современных операционных системах взаимодействие с портом реализуется специальной системной программой – драйвером порта. Драйвер представляет собой процесс операционной системы для обработки событий (прерываний), происходящих в порту. Доступ к функциям (методам) и свойствам (полям) этого процесса реализуется механизмом API (Application Programming Interface)- набор функций, используемых прикладными программами для запросов и исполнения низкоуровневых сервисов, выполняемых ОС.

Далее рассмотрим алгоритмы реализации процессов приема и передачи данных в дуплексной системе передачи с аппаратным управлением потока. Аппаратным управлением потока будем называть управление процессом передачи, для реализации которого используются специально выделенные сигнальные цепи.

На рисунке 8 изображены процессы передачи и приема, которые являются частью драйвера порта и взаимодействуют с ним при помощи сигналов.

^ Процесс передачи.

П1. После создания процесс передачи устанавливает выходной сигнал DTR=1, оповещая этим подключенный к нему через интерфейс процесс приема о начале передачи.

П2. Процесс передачи ждет готовности передатчика (освобождения регистра передачи).

П3. После того как регистр передатчика освободился процесс передачи проверяет состояние входного управляющего сигнала CTS, который устанавливается подключенным процессом приема после получения сигнала начала передачи или отсутствия переполнения его буфера приема. Если сигнал CTS установлен, то процесс передачи переходит к П4 для проверки буфера передачи, иначе процесс передачи ждет сигнала об установке CTS.

П4. Процесс передачи проверяет состояние буфера передачи Buf_T. Если буфер передачи не пуст, то процесс передачи переходит к П5 для передачи очередного байта, иначе процесс передачи ждет сигнала о заполнении буфера передачи.

П5. Процесс передачи извлекает из непустого буфера передачи очередной байт и записывает его для передачи в регистр данных порта ХХ8, после чего возвращается к П2, где ждет готовности передатчика.

Процесс приема.

П1. После запуска процесс приема ждет установки входного сигнала DSR, установленного соответствующим процессом передачи как DTR, который оповещает его о начале передачи.

П2. После получения сигнала о начеле передачи процесс приема очищает буфер приема Buf_R.

П3. Прцесс приема устанавливает выходной сигнал RTS, оповещая прцесс передачи о том, что он готов принимать данные (в буфере естьместо для приема данных).

П4. Прцесс приема ждет готовности приемника (заполнения регистра приема).

П5. После получения байта процесс приема помещает его в буфер приема.

П6. После этого процесс приема проверяет состояние буфера приема. Если буфер приема не полн, то процесс приема переходит к П4 для приема следующего байта, иначе процесс приема сбрасывает выходной сигнал RTS (у передатчика это будет CTS) и ждет сигнала о том, что буфер приема не полн (прикладные процессы забирают байты из буфера приема).

П7. После получения сигнала о том что буфер приема не полн, процесс приема переходит к П3, где устанавливает выходной сигнал RTS.

Вопросы к разделу 5.2.5

  1. Почему движением материальных объектов надо управлять?

  2. Почему происходит переполнение приемного буфера в системе передачи.

  3. Организация управления в дуплексной системе передачи интерфейса RS-232. Какие сигналы используются для управления потоком.

  4. Как организуется доступ к порту в современных ОС.

  5. Что такое аппаратное управление потоком данных.

  6. Как процесс приема управляет процессом передачи.

1


^ 5.2.6 Программное управление потоком

Программным управлением потока будем называть управление процессом передачи, для реализации которого используются специально выделенные буквы (символы) используемого алфавита. Символ который используется для приостановки процесса передачи принято обозначать Xoff (off – выключить), а символ, который используется для возобновления процесса передачи, принято обозначать Xon (on – включить). Выбор символов для управления потоком определяется протоколом взаимодействия DTE c DCE. Для указания этих символов драйверу порта используются специальные API функции Windows. По умолчанию, для программного управления потоком драйвер использует управляющие коды DC1=11h (Xon) DC3=13h (Xoff) (См. Таблицу кодов ASCII).

Если передаваемая информация представляет собой текст, то используемые для передачи информации коды алфавита ASCII не совпадают с кодами символов Xoff и Xon. В этом случае говорят, что канал прозрачен для используемых символов. Если передаваемая информация может представляться произвольными кодами ASCII, то информационные символы, совпадающие с символами Xoff и Xon, будут восприниматься каналом как управляющие. В этом случае говорят, что канал не прозрачен для используемого алфавита. Такая ситуация возникает в процессе передачи целых и вещественных чисел. Например при передаче статистических данных или целеуказаний. Для обеспечения прозрачности канала в этих случаях

  • ^ Представляют числа в символьной форме, что вдвое увеличивает объем передаваемых символов или

  • Используют специальные управляющие символы для изменеия смысла передаваемого вслед за ним символа (Escape- последовательности или байт стаффинг).

Схема взаимодействия процессов приема и передачи при программном управлении потоком изображена на следующем рисунке (Рис. 9)





На этом рисунке показано, что для организации взаимодействия процессов приема и передачи в дуплексной линии передачи управляющие сигналы порта не используются. Такой способ передачи часто используется для экономии проводников (экономии меди).

На рисунке 10 изображены алгоритмы, которые реализуются процессами приема и передачи в DTE и DCE. Эти алгоритмы, для упрощения изложения, реализуют передачу текстовых данных. Для реализации процессов приема и передачи в драйвере порта, в частности, используются:

  • Buf_T – буфер передачи, в который прикладные процессы помещают данные для передачи в канал, и из которого процесс передачи берет данные для записи в регистр передачи порта ХХ8, выполняя функцию Send(unsiugned char bt);

  • Buf_R – буфер приема, в который процесс приема помещает принятые информационные символы (Xoff и Xon туда не записываются), и из которого прикладные процессы извлекают полученную информацию для обработки;

  • F_Xoff – флаг, которым процесс приема информирует процесс передачи о необходимости приостановки передачи;

  • S(F_Xoff=0) – сигнал, которым процесс приема информирует процесс передачи о том, что можно возобновить передачу.

  • S(Buf_T не пуст) - сигнал, которым драйвер информирует процесс передачи о том, что прикладной процесс поместил в пустой буфер передачи порцию данных и необходимо возобновить прерванный процесс передачи.

^ 5.6.2.1 Алгоритм процесса передачи
П1. Очистить буфер передачи Buf_T.

П2. Ждать сигнал ПРД_ГОТОВ.

П3. Если флаг F_Xoff установлен, то Ждать сигнал F_Xoff=0.

П4. Если буфер передачи Buf_T пуст, то ждать сигнал Buf_T не Пуст.

П5. Передать очередной элемент из буфера передачи Buf_T и выполнить П2.

^ 5.6.2.2 Алгоритм процесса приема

П1. Сбросить флаг F_Xoff и очистить буфер приема Buf_R.

П2. Ждать сигнал ПРМ_ГОТОВ или Buf_R не полн.

П3. Если получен сигнал, то передать вне очереди символ Xon.

П4. Если не получен сигнал ПРМ_ГОТОВ, то выполнить П2.

П5. Извлечь полученный байт из буфера приема и поместить в bt.

П6. Если получен символ Xoff, то установить флаг F_Xoff и выполнить П2.

П7. Если получен символ Xon, то сбросить флаг F_Xoff, послать сигнал F_Xoff=0 и выполнит П2.

П8. Поместить полученный байт (bt) в буфер приема.

П9. Если буфер приема Buf_R полн, то передать вне очереди символ Xoff и выполнить П2.




Каждый символ передается за конечный промежуток времени и между символами имеются промежутки для стоповых битов. Поэтому символ приостановки процесса передачи поступает с некоторой задержкой, которая зависит от скорости передачи, количества бит в символе и скорости обработки информации в процессоре. Если учесть, что процессор, в каждый данный момент времени, выполняет несколько задач (Отвлекается на обработку прерываний от других внешних устройств, рисование окон и т.п.), время задержки может быть достаточно большим и непредсказуемым. Поэтому в алгоритме приема после обнаружения его заполнения до некоторой заданной величины прием и размещение принятых символов в буфере приема продолжается. Диаграмма передачи с программным управлением изображена на рисунке 11. На этом рисунке показано, что после обнаружения факта заполнения буфера до некоторой критической величины (i-й байт) прием продолжается и только после получения еще двух байт передатчик приостанавливает свою работу.



Контрольные вопросы к разделу 5.6.2

  1. Определение программного управления потоком и обозначение управляющих символов.

  2. В каких случаях канал прозрачен и не прозрачен для используемого алфавита.

  3. Опишите схему взаимодействия DTE и DCE при программном управлении потоком.

  4. Опишите алгоритм процесса передачи при программном управлении потоком.

  5. Опишите алгоритм процесса приема при программном управлении потоком.

  6. Объясните почему процесс приема продолжает прием и размещение в буфере данных после формирования признака буфер приема полн.


^ 5. 7. Телефонная сеть общего пользования.

5.7.1 Сеть абонентского доступа

Сетью абонентского доступа будем называть оборудование и сооружения ТФОП, которые обеспечивают соединение оконечного оборудования (ООД – телефонный аппарат, факсимильный аппарат, телеграфный аппарат или модем) с коммутационным оборудованием АТС.

На рисунке 1 изображена упрощенная структурная схема сети абонентского доступа – той части телефонной сети, с помощью которой реализуется доступ абонента к коммутационному оборудованию АТС, а через него к другим абонентам сети.



На этом рисунке в качестве оконечных устройств (ООД) изображены телефонные аппараты. В общем случае, в качестве ООД могут использоваться модемы, факсимильные или телеграфные аппараты. Оконечное оборудование подключается с сети через телефонную розетку и является собственностью пользователя сети. Абонентская линия арендуется пользователем у оператора связи, который и является собственником этой части ТФОП.

На рисунке 1 показано три основных варианта подключения оконечного оборудования к АТС:

  • ^ Через распределительную коробку – верхняя часть рисунка. Этот вариант подключения не использует промежуточное коммутационное оборудование и является перспективным для применения современных широкополосных технологий доступа.

  • ^ Через кабельный распределительный шкаф - средняя часть рисунка. Этот вариант подключения широко распространен в районах городской многоэтажной застройки. Распределительный шкаф размещается, как правило, на наружной стене здания или в доступном месте внутри здания.

  • ^ Через воздушную линию – нижняя часть рисунка (Вводно-выводные изоляторы не показаны). Используется в сельской местности или районах малоэтажной застройки. Кабельный ящик размещается на столбах.

Сеть абонентского доступа принято разделять на четыре основные части:

  • ^ Абонентская проводка – это та часть абонентской линии, которая соединяет оконечное оборудование (от телефонной розетки) с распределительной коробкой РК. Абонентская проводка выполняется, как правило, телефонным проводом типа «лапша» - два одножильных стальных омедненных проводника в пластмассовой изолирующей оболочке. Абонентская проводка и РК обычно размещаются внутри здания.

  • ^ Распределительный участок – это часть абонентской линии от распределительного кабельного шкафа до распределительной коробки – границы абонентской проводки. В зависимости от типа подключения на этом участке используются не изолированные пары проводников (воздушная линия) или кабельная пара проводников, проложенная внутри здания или в кабельной канализации, проложенной между зданиями.

  • ^ Магистральный участок – это часть абонентской линии от линейной стороны вводно-коммутационного устройства АТС (кросса) до распределительного кабельного шкафа. Эта часть абонентской линии выполнена в виде многожильного кабеля, проложенного в кабельной канализации. Кабельная канализация, представляет собой подземную сеть труб и смотровых колодцев, которые предназначены для размещения и обслуживания многожильных кабелей.

  • ^ Станционный участок – это участок абонентской линии от абонентского комплекта до станционной стороны вводно-коммутационного устройства АТС (кросса). Выполняется в виде жгутов пар проводников внутри оборудования АТС.


^ Абонентский комплект (АК) – оборудование АТС индивидуальное для каждого оконечного устройства (абонента), которое определяет адрес (телефонный номер) абонента, выполняет защитные функции, подключает питание к абонентской линии и выполняет преобразования сигнала необходимые для его коммутации.

^ Вопросы для самопроверки.

1 Что соединяет сеть абонентского доступа.

2 Перечислите основные элементы сети абонентского доступа.

3 Опишите три способа подключения к АТС, используя рисунок 1.

4 Перечислите участки сети абонентского доступа и их назначение.

5 Какие функции выполняет абонентский комплект.


Скачать файл (1229.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru