Организация мультиплексных каналов последовательной передачи

В настоящее время все большее распространение получают так называемые децентрализованные структуры обработки информации, или распределенные системы обработки данных, в которых повышение производительности достигается за счет разбиения задач, решаемых системой, на ряд независимых или слабозависимых подзадач, решение которых возлагается на ЭВМ, размещаемых непосредственно в местах восприятия и измерения подлежащей обработке информации. В таких системах становится актуальной проблема организации взаимодействия этих функциональных элементов комплекса (включая и ЭВМ) в единой интегрированной системе и особенно организация обмена информацией между элементами.

Организация связей между блоками по принципу «каждый с каждым» на практике приводит к тому, что для функционирования комплекса требуется большое количество кабельных линий связи. Возникают трудности и с резервированием «жизненно» важных кабельных линий вследствие их большой массы, особенно на объектах-носителях с ограниченными физическими объемами. Часто измеренную информацию приходится передавать от точек измерения через поворотные контактные устройства (например, от обзорной РЛС), число контактов у которых ограничено по конструктивным соображениям и вследствие малой их надежности. При этом возникают проблемы с резервированием контактов.

В связи с этим в настоящее время получили большое распространение и имеют перспективы развития последовательные интерфейсы связи ЭВМ и внешнего оборудования на основе моноканала с мультиплексированием сообщений или, как их часто называют, мультиплексные каналы информационного обмена (МКИО). Под мультиплексированием понимают поочередный способ передачи сообщений по одному и тому же каналу связи (временное разделение сообщений).

Впервые принципы организации МКИО с программно-управляемыми потоками информации были осуществлены в США для интеграции бортового электронного оборудования при создании самолетов В-1, F-15, F-16 в начале 70-х годов. Успешный опыт реализации этих интерфейсов позволил обобщить их в виде стандарта MIL-STD-1553, который был принят в 1973 г., а затем дважды пересмотрен и уточнен (сейчас действует стандарт на МКИО MIL-STD-1553 В).

Организация последовательного интерфейса на базе этого стандарта применяется не только в авиации (комплексы бортового оборудования самолетов и вертолетов), но и в военно-морском деле, в промышленности, автомобилестроении, при создании локальных вычислительных сетей. Принципы организации этого стандарта принимаются за основу при разработке новых последовательных интерфейсов, при этом имеется в виду сохранение основных его положительных качеств (снижение массы соединительных проводов и кабелей; возможность варьирования количества подключаемых функциональных блоков и датчиков; возможность настройки и отработки отдельных функциональных блоков и системы в целом; возможность повышения надежности путем резервирования линий; возможность организации иерархических вычислительных систем и др.). Поэтому рассмотрим более подробно организацию мультиплексного каната в рамках указанного стандарта.