ГОСТ Р 50833-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНТЕРФЕЙС МНОГОУРОВНЕВЫЙ СИСТЕМНЫЙ МСИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ

МОДУЛЕЙ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЛОГИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Издание официальное

со

00

ГА

(Г)

о

ГС

А

ГОССТАНДАРТ РОССИЯ Москва

ГОСТ Р 508.П 95

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 323 «Авиационная техника»

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта Российской Федерации от 31.10.95 № 557

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© ИНК Издагсльспю стандартов. 1996

Настоящий стандарт нс может быть полностью или частично воспрои шелеп, (ира жирован и распространен в качестве официальною издания б см рафешения 1оссын тарта России

Задатчики последних двух типов являются сопрягающими задатчиками; они имеют узлы — исполнители получаемых команд. Задатчик может быть дуплексным, т. е. быть образованным сочетанием двух ориентированных в противоположные стороны задатчиков одного типа.

Составной частью задатчика многопроцессорной магистрали является узел запроса доступа, с помощью которого производится арбитраж запросов доступа на магистраль. Задатчик может также иметь буфер данных, что делает его способным к работе в режиме автономной связи с одной из магистралей.

4.4 Магистрали, сопрягаемые через задатчики, могут иметь различную соподчиненность в соответствии с таблицей 3.

Если ЗИ дуплексный, роли магистралей могут меняться во времени местами.

4.5    Логические средства интерфейса МСИ позволяют резервировать магистрали (2—3-кратное резервирование).

4.6    По магистралям МСИ могут передаваться группы сигналов, приведенные в таблице 4.

Каждый стандартный сигнал обозначается двумя буквами, представляющими собой начальные буквы первых слов наименования сигнала. На параллельной магистрали сигналы передаются по одноименным линиям, а группам сигналов соответствуют одноименные группы линий, называемых шинами.

4.7 Сигналы синхронизации приведены в таблице 5.

4.8 Сигналы приоритета приведены в таблице 6.

Сигналы управления выставляются действующим задатчиком Они принимаются в первой фазе обращения — всеми исполнителями магистрали, в остальных фазах цикла передачи — действующими исполнителями

Сигналы управления выставляются действующим задатчиком Они принимаются в первой фазе обращения — всеми исполнителями магистрали, в остальных фазах цикла передачи — действующими исполнителями

4.10    Сигналами А и Д являются сигналы АД00 — АД63.

4.11    На параллельной магистрали сигналы Д на шине АД могут выставляться как параллельно с сигналами А (ШР), так и последовательно (ШС). Распределение сигналов А и Д для шины АД параллельной магистрали приведено в таблице 8.

Сигналы на шину АД выставляются в первой фазе действующим задатчиком, как и в фазах записи; в фазах чтения — действующим исполнителем. Они принимаются: в первой фазе — всеми исполнителями магистрали, в остальных фазах записи — действующими исполнителями, а в фазах чтения — действующим задатчиком. На ШР в фазе завершения сигналы приоритета на линии А выставляются и принимаются претендующими задатчиками.

4.12 Сигналы контроля приведены в таблице 9.

4 13 Каждый соединитель должен содержать группу позиционных выводов ПВО—ПВ4, через которые в модуль постоянно вводится код его позиции на магистрали

4 14 Адресные пространства, которые может иметь модуль МСИ, перечислены в таблице 10

13

4.15 ВА модуля является непрерывный набор системных адресов, приписанных данному модулю в каждом из трех адресных пространств.

Внутренние адресные зоны, которые может иметь модуль, перечислены в таблице 11

4.16 Унифицированные регистры зоны управления модуля интерфейса МСИ приведены в таблице 12

14

4 17 Логически определенные интервалы времени в интерфейсе МСИ приведены в таблице 13

ГОСТ Р 50833-95

Содержание

1    Область применения и назначение............... 1

2    Обозначения и сокращения ................. 2

3    Основные характеристики.................. 6

4    Структура и состав логических средств.............. 6

5    Протокол арбитража на параллельной магистрали.........17

6    Протокол цикла передачи данных на параллельной магистрали.....23

7    Протоколы диагностирования и инициализации на параллельной магистрали .........................44

8    Протокол последовательной магистрали.............48

9    Протокол взаимодействия в системах на базе интерфейса МСИ.....56

Приложение А Примеры модулей, магистралей и систем, реализуемых с помощью интерфейса МСИ............73

Приложение Б Временные диаграммы функционирования логических средств

интерфейса МСИ...............77

Ш

ГОСТ Р 50833-95

5 ПРОТОКОЛ АРБИТРАЖА НА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

5.1    Тактирование магистрали, групповая синхронизация

5.1.1    Шины параллельной магистрали должны функционировать по конвейерному принципу:

-    выставление сигналов арбитража ЗД должно опережать выставление соответствующих им сигналов передачи данных на один цикл;

-    выставление сигналов на шине управления должно опережать на одну фазу выставление соответствующих им сигналов на шине АД;

-    сигналы диагностирования должны выставляться в следующей фазе после передачи А —- Д.

На магистрали могут одновременно присутствовать сигналы двух циклов: передачи данных и арбитража.

5.1.2    Задатчик, установленный на 31-ю позицию магистрали, обязательно должен выполнять функции тактирующего модуля и непрерывно вырабатывать последовательность парафазных тактирующих сигналов СП, СВ. Рекомендуемое физическое положение тактирующего модуля — вблизи середины магистрали.

Фронт (появление) СП обязательно должен служить синхросигналом переключения (если необходимо) сигналов, выводящихся из модулей на магистраль.

Фронт СВ обязательно должен служить синхросигналом ввода сигналов с магистрали в модули.

Период тактирующих синхросигналов СП и СВ на параллельной магистрали обязательно должен удовлетворять условию:

ТТ > 2шах (TBmax; 2ТЛ + ТПтах),    (1)

где ТВмах и ТПмах — наибольшие ТВ и ТП модулей, подключенных к магистрали.

Длительность цикла передачи данных следующая:

ТЦ = 2ТТ —- для единичного цикла,

ТЦ = ТТ — для множественного цикла.

Таблица 14 показывает, как рассчитывать частоты передачи данных по магистрали МСИ. При расчете принято значение скорости распространения сигнала по линии магистрали 10 нс/м (с учетом влияния паразитных емкостей модулей).

17

ГОСТ Р 50833-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНТЕРФЕЙС МНОГОУРОВНЕВЫЙ СИСТЕМНЫЙ МСИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ

Общие требования к логической организации

MSI multilevel system interface of electronic modules system. General requirements for logical organization

Дата введения 1996—07—01 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ

1.1    Настоящий стандарт распространяется на интерфейс МСИ магистрально-модульных одно- и многопроцессорных информационно-измерительных и управляющих систем (далее — интерфейс МСИ).

1.2    Интерфейс МСИ, предназначенный для сопряжения с малой избыточностью составных частей систем (электронных модулей) магистрально-модульных радиоэлектронных средств, представляет собой согласованный иерархический ряд по уровням сложности как логических протоколов, так и вариантов физической реализации.

1.3    Интерфейс МСИ является многофункциональным интерфейсом и используется в качестве:

-    внутрисистемного, системного и межсистемного интерфейса;

-    периферийного интерфейса устройств ввода-вывода;

-    интерфейса программируемых приборов.

1.4    Интерфейс МСИ применим в системах с произвольной совокупностью магистралей и модулей. Он независим от конкретных типов микропроцессоров, архитектуры и структуры устройств, оптимизирован под задачи осуществления коммуникаций. Интерфейс МСИ создает основу для унификации программного обеспечения через унификацию архитектуры модулей, вводя стандартный набор регистров управления-статуса и базовых коммуникационных протоколов.

Издание официальное

На рисунках А.1—А.4 приложения А показаны примеры модулей, магистралей и систем, реализуемых с помощью интерфейса МСИ.

1.5 Магистраль интерфейса МСИ может иметь различное функциональное назначение, например:

-    магистраль процессора или его локальной памяти;

-    магистраль ввода-вывода;

-    локальная или системная магистраль любого иерархического уровня системы.

Модуль интерфейса МСИ может иметь сложную иерархическую организацию, т. е. состоять из набора внутренних магистралей и модулей.

2 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

А    — адрес (* — произвольный);

АИ    — адрес источника;

АР — автономный режим;

АЦП — аналого-цифровой преобразователь;

БА    — базовый адрес;

БЗ    — буферная зона;

БР    — бит резерва;

ВА    — внутренний адрес;

ВБ — величина блока данных;

ВТА    — вторичный адрес;

ГГ    — групповая готовность;

ГЗ    — готовность задатчика;

ГН — готовность исполнителя к нечетной фазе цикла;

ГО    — групповое обращение;

ГФ    — готовность фазы;

ГЧ — готовность исполнителя к четной фазе цикла;

Д    — данные;

ДМ    — доступ к магистрали;

ДП    — доступ получен;

ДР    — доступ разрешен;

ДТ    — доступ по требованию;

ДВЗ    — действующий задатчик;

ЗА    — задатчик автономный;

ЗД    — запрос доступа;

ЗИ    — задатчик интерфейсный

ГОСТ Р 50833-95

ЗМ    — задатчик магистрали;

30    —    запрос обслуживания;

ЗГТ    — запись;

ЗС    — задатчик связи;

ЗФ    — задержка фазы;

ЗБИ — задатчик интерфейсный с буфером данных;

ЗБС — задатчик связи с буфером данных;

ЗДИ — задатчик дуплексный интерфейсный;

ЗПА — запись в автономном режиме;

ИА    — исполнитель автономный;

ИЗ    — идентификатор задатчика;

ИИ    — исполнитель интерфейсный;

ИМ    — исполнитель магистрали;

ИН    — инициализация начальная;

ИП    — идентификатор-приоритет;

ИС    — исполнитель связи;

ИБС — исполнитель связи с буфером данных; интерфейс МСИ — многоуровневый системный интерфейс; К    — контроль;

КЗ    — код завершения;

КК    — код конца обращения;

КМ    — код модуля;

КН    — код начала обращения;

КО    — конец обращения;

КР    — команда в регистре управления;

КЧ    — команда чтения;

КЦ    — конец цикла;

ЛА    — логический адрес;

М    — магистраль;

МА — модификатор адресного пространства;

МД    — множественный доступ;

МП    — микропроцессор;

МР    — модификатор разрядности;

МС    — модификатор связи;

МТ    — маршрутная таблица;

МЛР    —- младшие разряды;

НД    — неготовность данных;

НИ    — нет импульсов;

2-255К

НП    — неготовность питания;

НС    — неготовность к связи;

НФ    — недействительная фаза;

НМД    — накопитель на магнитном диске;

03    — обслуживающий задатчик;

ОП    — обслуживание передано;

ОР    — обслуживание разрешено;

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство; П    — приоритет;

ПА    — позиционный адрес;

ПБ    — пересылка в буфер;

ПД    — пространство данных;

ПЗ    — пользовательская зона;

ПП — приоритетное пространство;

ПР    — пуск разрешен;

ПС    — пространство связи;

ПЧ    — проверка четности;

ПДИ — приоритет доступа к исполнителю;

ПЕР — передатчик;

ПРБ — прибор;

ПРЗ — претендующие задатчики;

ПРИ — претендующие исполнители;

ПРК — приемник;

РА    —    регистр (внутреннего) адреса;

РВ    —    регистр вектора прерываний;

РГ    —    регистр групповых маршрутов;

РД    —    регистр данных;

РЗ    —    регистр запросов;

РИ    —    регистр источника обслуживания;

РК    —    регистр конечного адреса;

РЛ    —    регистр логического адреса;

РМ    —    регистр масок;

PH — регистр начального (текущего) адреса; РО    —    регистр ошибок;

РП    —    регистр приоритета;

PC    —    регистр счета (байтов);

РТ    —    регистр таймера;

РУ    —    регистр управления;

С Б    — сброс блока;

4

ГОСТ Р 50833-95

СВ — синхроввод (сигналов с магистрали);

СЗ    — сквозная зона;

СИ    — старт/исполнение;

СМ    — связь с магистралью;

СО    — старт обращения;

СП    — синхропереключение (сигналов на магистрали);

СИ    — старт цикла;

СРП — сохранение режима подчиненности;

СТР    — старшие разряды;

ТВ    — время ввода (сигнала в    модуль);

ТД    — требование доступа к магистрали;

ТЗ    — тайм-аут задатчика;

ТИ — тайм-аут исполнителя;

ТК    — тест/ калибровка;

ТЛ — время распространения сигнала по всей длине линии магистрали;

ТО    — требование обслуживания;

ТП    — время переключения (выходных сигналов модуля);

ТТ — период генератора тактирующих синхросигналов СП и СВ; ТЦ — длительность цикла передачи данных;

TTY    — терминал;

У    — управление;

УЗ    — управляющая зона;

ФВ    — фаза входа (в арбитраж);

ФД    —    фаза (передачи) данных;

ФЗ    —    фаза завершения;

ФО    —    фаза обращения;

ФП — фаза получения (доступа) или передачи (30);

ФС — фаза сравнения (приоритетов);

ФС1 — фаза сравнения для старших разрядов кода приоритета; ФС2 — фаза сравнения для младших разрядов кода приоритета; ЦАП — цифроаналоговый преобразователь;

ЦП    —    центральный процессор;

ЧУ    —    четность сигналов управления;

ЧБ    —    четность байтов;

ЧС    —    число слоев памяти;

ЧТ    —    чтение;

ШР    —    шина с раздельными линиями А и Д;

ШС — шина с совмещенными линиями А и Д.

2*

ГОСТ Р 50833-95

3 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1    Интерфейс МСИ имеет:

-    ускоренный поиск источников информации и программ ее обработки;

-    распределенное программируемое управление магистралью;

-    контроль, диагностирование и обеспечение резервирования магистрали и электронных модулей для построения отказоустойчивых систем.

3.2    Основным принципом функционирования систем с интерфейсом МСИ является принцип автономной и нсзависимой работы каждой магистрали при способности к установлению необходимых связей между ними через связующие модели во всем объеме системы.

3.3    Взаимодействия модуля, инициировавшего обмен в системе с интерфейсом МСИ, подразделяют на индивидуальные и групповые.

Все многообразие индивидуальных одноадресных взаимодействий выражается через комбинации двух элементарных взаимодействий:

-    двух модулей через сопрягающую их магистраль;

-    двух магистралей через сопрягающий их модуль.

Групповые взаимодействия включают в себя операции арбитража, запись данных в группу модулей, групповой опрос готовности модулей, двухадресные циклы передачи.

3.4    Протоколы магистрали интерфейса МСИ представляют собой единый иерархический ряд по уровню сложности; для выбора того или иного уровня используются модификаторы, что позволяет избежать избыточности в простых системах. По принципу передачи информации магистрали интерфейса МСИ могут быть параллельные и последовательные. Протокол последовательной магистрали является аналогом протокола параллельной магистрали, но с заменой параллельной передачи команд и данных на последовательную.

3.5    В зависимости от режима работы и длины магистрали интерфейс МСИ обеспечивает частоту передачи данных, как указано в

5.1.2 (таблица 14).

4 СТРУКТУРА И СОСТАВ ЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

4.1 При взаимодействии двух модулей через магистраль один из них должен выполнять функции задатчика — модуля, выдающего команды на магистраль, а другой — исполнителя — модуля, испол-

6

ГОСТ Р 50833-95

няющего принимаемые с магистрали команды. Сопрягающий модуль, подключаемый к двум магистралям, может выполнять функции задатчика или исполнителя с каждой из сторон.

4.2 Основные функциональные типы исполнителей приведены в таблице 1.

Составной частью исполнителя является узел запроса обслуживания, с помощью которого исполнитель может обращаться к соответствующему источнику программ через магистраль. Исполнитель может иметь несколько однотипных каналов, например измерения или управления, а также может содержать буфер данных.

4.3 Основные функциональные типы задатчиков приведены в таблице 2.