Введение к работе
Актуальность темы. Последовательные мультиплексные каналы (МК) по ГОСТ 26765.52-8? (аналог стандарта США MIL-STD-1553В) находят широкое применение для комплэксирования аппаратуры систем распределенной обработки информации и управления, построения локальных информационно-вычислительных сетей. Подобные системы могут объединять устройства (подсистемы) с различным "интеллектом": от простейших устройств сопряжения о датчиками до сложных подсистем, имеющих в своем составе высокопроизводительные микроЗВИ, что обуславливает различные требования к функциональной сложности устройств интерфейса МК (УИЖ). Простейшие УИМК выполняют лишь.кодирование и декодирование информации, выдаваемой в МК, и требуют больших затрат дополнительных аппаратных или программных средств для выполнения протокольных функций контроллера, оконечного устройства или монитора интерфейса. Сложные УИМК представляют собой сопроцессоры ввода/вывода центрального процессора абонента канала (подсистемы), автонош*9 управляющие обменом последовательностью сообщений по МК, и могут быть выполнены как в многокристальном варианте, так и на одном кристалле СБИС.
В то же время создание.полностью однокристального устройства интерфейса МК, что соответствует требованиям по применению в аппаратуре с определенными ограничениями массо-габаритных и энергетических характеристик, обеспечивающего выполнения функций контроллера, оконечного устройства'или монитора, функционирующего в качестве сопроцессора ввода-вывода процессора подсистемы и соответствующего широкому спектру возможных применений, является в настоящее, время проблематичной задачей из-за ограничений достигнутого уровня технологии (по степени интеграции, сложности выполнения на одном кристалле аналоговой и цифровой части устройства). Структурная сложность устройства УИМК также обусловлена существованием различных версий стандарта на МК и рекомендательным характером ряда моментов стандарта, различными требованиями к функциям УИЖ со стороны различных подсистем и различными типами интерфейсов сопряжения с ними.
Существующая к настоящему времени элементная база УИМК включает относительно большое количество устройств, в основном в
виде БИС, каждое из которых выполняет ограниченный набор функций по управлению обменом сообщениями в МК, в результате при реализации устройств УИМК возникают проблемы выбора существующих БИС УИМК и определения объема дополнительных аппаратных и программных затрат для создания устройства, в наиболее полном объеме и наиболее эффективно реализующего поставленные требования.
Наибольший интерес для реализации УИМК представляют устройства, выполненные в виде микромодулей, являющих собой многокристальный вариант реализации в виде набора бескорпусных БИС на многослойной плате, помещенной в герметичный корпус, в результате чего по основным техническим характеристикам, (надежности, массе, габаритам), устройства УИМК, ^выполненные в виде микромодулей (гибридные интегральные схемы - ГИС ,УШК) приближаются к однокристальным СБИС УИМК, сохраняя некоторые основные преимущества печатных плат: гибкость проектирования, уменьшение сроков и стоимости проектирования, определенную ремонтопригодность, возмокность создания множества вариантов структур УИМК при использовании' ограниченного набора БИС. В настоящее время отсутствует единый интегрироЕанный подход к процессу проектирования ГИС УИМК.
С учетом всего сказанного, актуальными являются задачи исследования структуры, процессов обмена в УИМК и вопросов проектирования устройств УИМК в виде ГИС.
Целью диссертационной работы явилось сокращение сроков и стоимости проектирования специализированной элементной базы ГИС УИМК, обеспечивающей расширение области применений и уменьшение загрузки подсистемы по управлению обменом в МК.
Метод исследования основан на комплексном рассмотрении процессов взаимодействия функциональных компонентов структуры УИМК при организации управления обменом информацией по МК с использованием теории множеств .и графовых методов, теории алгоритмов и моделей расширенных конечных автоматов, принципов иерархии структуры и декомпозиции систем, концепции взаимодействия. В работе сочетаются формальные и содержательные методы исследования.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту:
-
Система моделей архитектурного и функционального уровней устройств УИМК, позволяющая в определенной степени формализовать процессы функционального анализа и структурного синтеза устройств УИМК на основе спецификаций БИС УИМК и технического задания на проектирование, проводить на этапе функционального проектирования оценку аппаратурных затрат и бистродействия разрабатываемых устройств УИМК.
-
Методика проектирования гибридных интегральных схем УИМК (микросборок) на основе применения системы разработанных моделей УИМК архитектурного и функционального уровней проектирования.
Практическая ценность. Разработан комплект интерфейсных БИС БМК управления обменом последовательностью сообщений и интерфейсного сопряжения, расширяющий возможности комплекта протокольных БИС УИМК, разработанного ранее в 0ЇЇИЛ "ССБИС" " при СПоТЭТУ. На основе разработанного комплекта интерфейсных БИС разработан ряд ГИС УИМК, расширяющий область применения « повышающий эффективность обмена сообщениями по МК. Методика проектирования ТИС - УИМК обеспечивает сокращение сроков и стоимости проектирования УИМК для конкретного применения с оптимизацией загрузки подсистемы по управлению обменом в МК.
Апробация работы." Основные положения и результаты работы доложены на научно-техническом семинаре "Локальные сети микроэвм в системах обработки и управления" '(г. Санкт-Петербург, 1990г.); аа краткосрочном научно-техническом семинаре "Мультиплексные каналы межмодульного обмена информацией: архитектура, элементная Заза, программное обеспечение" (г. Санкт-Петербург, 1992г.).
Публикации. Основные положения ' диссертационной работы эпубликованы в пяти статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 50 наименований, и трех приложений. Основная часть работы изложена аа 144 страницах машинного текста. Работа содержит 40 рисунков и
2- таблицы.
