ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ

ИНТЕРФЕЙС ФЬЮЧЕБАС +. СПЕЦИФИКАЦИИ ЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857—95

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом ядерной физики Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

ВНЕСЕН Управлением стандартизации и сертификации информационных технологий, продукции электротехники и приборостроения Госстандарта России

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21.12.95

№ 622

Стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта ИСО/МЭК 10857—94 «Информационная технология. Микропроцессорные системы. Интерфейс Фьючебас+. Спецификации логического уровня» и полностью ему соответствует

3    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© И ПК Издательство стандартов, 1996

Настоящий стандарт нс может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

I

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

Суффикс «f» (фильтрованный), добавленный к имени сигнала, относится к магистральному сигналу после его прохождения через приемник и фильтр «шпилек» с «проводным-ИЛИ» (интегратор). Для примера, Alf относится к сигналу на линии AI, который после его прохождения через инвертирующий приемник становится AI, а после фильтра — Alf.

В обозначении WR* знак «0» означает логический нуль (отпущен), а «1» означает логическую единицу (выставлен).

2.3 Определения

ПЕРЕДАЧА ТОЛЬКО АДРЕСА    ADDRESS ONLY TRANSACTION

Передача на магистрали, которая не включает фазы данных. Информация передается только во время фазы соединения и иногда в фазе рассоединения.

АРБИТРАЖ    ARBITRATION

Процесс выбора следующего задатчика.

СООБЩЕНИЕ АРБИТРАЖА    ARBITRATED MESSAGE

Широковещательное обращение по линиям арбитража магистрали ко всем модулям магистрали.

ОБМЕН    BEAT

Событие, которое начинается сигналом синхронизации задатчика, следующим за отпусканием линии подтверждения одним или несколькими исполнителями. Управляющая информация и данные могут быть переданы от мастера к одному или нескольким исполнителям в первой части обмена. Во второй части обмена исполнители могут передать информацию о способности, статусе и данные обратно задатчику.

КОПИРОВАНИЕ БЛОКА    BLOCK COPY

Операция копирования блока, характеризуемая длиной серии передач чтения или записи в последовательные ячейки памяти.

МАГИСТРАЛЬНЫЙ МОСТ    BUS BRIDGE

Межсс единение между двумя или более магистралями, которое обеспечивает трансляцию сигналов и протокола с одной шины на другую. Магистрали могут принадлежать к различным стандартам по механике, электрическим параметрам и логическому протоколу.

ВЛАДЕНИЕ МАГИСТРАЛЬЮ    BUS TENURE

Интервал управления магистралью задатчиком, т. е. время, в течение которого модуль имеет право инициировать и выполнять передачи по магистрали.

ПЕРЕДАЧА ПО МАГИСТРАЛИ    BUS TRANSACTION

Событие, начинаемое фазой соединения и завершаемое фазой рассоединения. Данные могут передаваться, а могут и не передаваться.

ЗАНЯТО    BUSY

Если исполнитель не способен воспринять передачу от задатчика, он может выставить статус занятости задатчику. Задатчик должен освободить магистраль и может после соответствующего временного интервала снова получить к ней доступ и повторить передачу.

БАЙТ    BYTE

Набор из восьми соседних двоичных цифр.

БАЙТОВАЯ ШИНА    BYTE LANE

Путь данных, образованный восемью линиями данных и одной линией четности, используемый для переноса одного байта между системными модулями.

КЕШ-КОГЕРЕНТНОСТЬ    CACHE COHERENCE

Система кешей является когерентной по отношению к кеш-строке, если каждый кеш и главная память в когерентном домене отмечают все модификации в своей кеш-строке. Модификации отмечаются кешем, когда любое последующее чтение возвратит новую записываемую величину. КЕШ ПАМЯТЬ    CACHE MEMORY

Буферная память, помещаемая между одним или несколькими процессорами и магистралью, содержащая текущую активную копию блоков из главной памяти. Кеш памяти пользуется пространственной локальностью при попадании в кеш. Временная локальность используется стратегией, применяемой для определения того, что убрано из кеша.

КОГЕРЕНТНЫЙ ДОМЕН    COHERENCE DOMAIN

Область в мультикешевой системе, внутри которой мера целостности поддерживается принудительно. В системах, содержащих мосты, когерентность домена может выходить, а может и не выходить за локальную магистраль через мост на удаленную магистраль.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857—95

КОГЕРЕНТНАЯ СТРОКА    COHERENCE LINE

Блок данных, для которого поддерживаются атрибуты целостности кеша.

ПРОТОКОЛ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ

ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ    COMPELLED DATA TRANSFER PROTOCOL

Механизм независимой передачи, относящийся к принудительному, поскольку исполнитель принуждается к выдаче ответа перед тем, как задатчик начнет следующую передачу. СОРЕВНУЮЩИЙСЯ    COMPETITOR

Модуль, активно участвующий в текущем цикле занятия магистрали процесса арбитража. СВЯЗНАЯ ПЕРЕДАЧА    CONNECTED TRANSACTION

Передача, в которой и запрос и ответ выполняются внутри одного цикла передачи.

ФАЗА СВЯЗИ    CONNECTION PHASE

Событие, которое начинается выставлением синхронизации адреса вслед за снятием подтверждения адреса. Используется для широковещания адресной и управляющей информации. Модули определяют, хотят ли они принять участие в передаче на основе этой информации.

ЗАХВАТ УПРАВЛЕНИЯ    CONTROL ACQUISITION

Активность всей магистрали, связанная с приобретением исключительного права управления магистралью.

ВОЗВРАТНЫЙ КЕШ    COPYBACK CACHE

Схема организации кеш-памяти с атрибутами данных, которые обычно записываются из процессора в кеш быстрее, чем в основную память. Модифицированные данные в кеше записываются в основную память, когда кеш-цепочка заполняется или замещается принудительно для записи в основную память для избежания потери данных.

РУС    CSR

Управляющий и статусный регистр.

АРУС    CSRA

Архитектура управляющего и статусного регистра (см. IEEE Р1212).

ФАЗА ДАННЫХ    DATA PHASE

Интервал внутри цикла передачи, используемый для передачи данных.

ТУПИК (ТУПИКОВАЯ СИТУАЦИЯ)    DEADLOCK

Тупик — состояние, когда одни модули ожидают действий, которые могут быть выполнены только другими ожидающими модулями, а другие ожидающие не могут выполнить этих действий (в т. ч. из-за ожидания первых).

ФАЗА РАССОЕДИНЕНИЯ    DISCONNECTION PHASE

Интервал внутри цикла передачи, используемый для возвращения сигналов магистрали к состоянию покоя. Кроме того, эта фаза может быть использована для передачи дополнительной информации, требуемой для выполнения или исключения запрошенной операции.

ДУБЛЕТ    DOUBLET

Набор из двух соседних байтов.

ВХОДЯЩИЙ    ENTRANT

Вставленный модуль, находящийся в процессе соотнесения себя с протоколом арбитража. Очень быстрый, но технологически зависимый непринудительный механизм передачи, который использует принудительный протокол над целостным пакетом для обеспечения контроля потока.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ АРБИТРАЖ    PARALLEL CONTENTION ARBITRATION

Процесс, в котором модули выставляют их уникальный код арбитража на параллельную магистраль и снимают сигналы в соответствии с алгоритмом так, что по истечении времени выигравший код появляется на магистрали.

УЧАСТВУЮЩИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬ    PARTICIPATING SLAVE

Исполнитель, вовлеченный в передачу как селектированный, внедренный или широковещательный исполнитель, либо исполнитель, вовлеченный в множественный пакетный режим. ОТКАЗЫВАНИЕ (ОТ МАГИСТРАЛИ)    PREEMPTION

Отказывание происходит, когда действующий задатчик освобождает магистраль потому, что другой модуль запрашивает ее. В некоторых системах любой модуль может вызывать отказывание, а в других — только модуль с высоким приоритетом запроса.

КВАДЛЕТ    QUAD LET

Набор из четырех соседних байтов.

1-3*

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ХРАНИТЕЛЬ ПОСЛЕДНЕГО ПОЛОЖЕНИЯ REPOSITORY OF LAST RESORT

В иерархической памяти (на базе кеша) хранитель последнего положения разделяемых данных есть накопительная ячейка, которая имеет только последнюю оставшуюся копию разделяемых данных. Она может быть уникальным источником последнего приемника или просто хранителем данных, которые могут быть недействительны, если не предприняты действия по предохранению ко-пии данных на некотором более высоком уровне иерархии памяти (или кеша). Только в кешевых ФБ+ системах (т. е. таких, где даже главная ОЗУ спроектирована как аппаратный кеш) хранитель последнего положения задействуется, когда устанавливается связь адреса физической ячейки в одном из кешей при создании данных или при инициализации копии с какого-либо высшего уровня иерархии памяти, или по их появлении с какого-либо устройства ввода-вывода. Эти данные могут мигрировать по системе и быть во владении различных кешей в различное время, обеспечивая не менее одной копии данных, сохраняемой где-либо: это и есть хранитель последнего положения. Хранитель последнего положения может прекратить свое существование при ясной инструкции «разрушить» данные путем миграции на верхний уровень памяти (или иерархического кеша) или путем передачи владения через какое-либо устройство ввода-вывода к другой системе, накопительному прибору или дисплею.

ЗАПРОС    REQUEST

Запрос есть команда, генерируемая запросчиком для инициирования действия ответчика. Для передачи чтения процессором памяти, например, запрос передает адрес памяти и команду от процессора к памяти. В случе расщепленного цикла запрос может быть разделенной передачей. В случае связной передачи запрос есть фаза связи цикла передачи.

3 АП РОСЧИК    REQ U ESTER

Модуль, который инициирует передачу посылкой запроса (содержащего адрес, команду и иногда данные) по отношению к ответчику.

ОТВЕТЧИК    RESPONDER

Модуль, который завершает передачу посылкой ответа (содержащего завершающий статус и иногда данные), относящегося к ответчику.

СВОБОДНЫЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ    FORWARD PROGRESS

Модуль, который не заблокирован от решения задач, необходимых для достижения цели, называется свободным для выполнения. Свобода выполнения гарантирует только отсутствие тупиков и зависании.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АДРЕС    GEOGRAPHICAL ADDRESS

Уникальный идентификатор, присваиваемый каждому физическому месту на магистрали и принимаемый модулем, подключенным на это место.

ГЛОБАЛЬНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ    GLOBAL IDENTIFICATION

Уникальный идентификатор, присваиваемый каждому физическому месту для модуля в системе. Этот идентификатор может обычно включать как идентификатор магистрали, так и идентификатор места. Р1212 определяет формат для такого глобального идентификатора. ВНЕДРЯЮЩИЙСЯ ИСПОЛНИТЕЛЬ    INTERVENING SLAVE

Участвующий исполнитель, который хотя и не является хранителем последнего местоположения запрашиваемых данных, находит необходимым внедриться к хранителю последнего местоположения ради обеспечения запрашиваемых данных. Сделав так, внедренный исполнитель поставляет данные вместо хранителя.

ЗАЦИКЛИВАНИЕ    LIVE LOCK

Зацикливание есть мстастабильная ситуация, в которой некоторые модули приобретают и отдают ресурсы таким образом, что в их действиях нет продвижения вперед.

БЛОКИРОВАНИЕ (ДОСТУПА)    LOCKING

Возможность, когда модули получают гарантированный исключительный доступ к адресованным данным, блокируя другие модули от доступа к ним. Это позволяет производить неразделимые операции с адресованными ресурсами.

ЗАДАТЧИК    MASTER

Модуль, который приобрел управление магистралью посредством процедуры приобретения. ВЫИГРАВШИЙ ЗАДАТЧИК    MASTER ELECT

Модуль, который выиграл последнее арбитражное соревнование.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

МОДУЛЬ    MODULE

Схемное устройство, спроектированное для выполнения специфических функций, которые включают интерфейс к ФБ+.

ГЛАВНЫЙ ПРОЦЕССОР    MONARCH PROCESSOR

Главный процессор или просто главный — есть процессор, выбранный для выполнения конфигурации и инициализации всех модулей на одной логической магистрали. Системный процессор — это главный процессор, предназначенный для управления конфигурацией и инициализацией всей системы, состоящей из множества взаимосвязанных логических магистралей.

ОКТЛЕТ    OCTLET

Набор из восьми соседних байтов.

ПРОТОКОЛ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ PACKET DATA TRANSFER PROTOCOL ОТВЕТ    RESPONSE

Ответ генерируется ответчиком при завершении передачи, инициированной запросчиком. Для передач чтения процессор—память, например, ответ возвращает данные и статус из памяти в процессор. В случае расщепленной передачи ответ будет отдельной передачей по магистрали. В случае связной передачи ответ состоит из фаз данных и рассоединения в цикле магистрали.

КРУГОВОЙ (АРБИТРАЖ)    ROUND-ROBIN

Правило занятия магистрали, по которому модуль, владевший магистралью, не допускается к магистрали снова до тех пор, пока все остальные модули с текущими запросами того же уровня приоритета не получат доступа к магистрали.

ВЫБРАННЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬ    SELECTED    SLAVE

Исполнитель считается выбранным задатчиком, когда он распознает свой адрес на линиях магистрали в течение фазы соединения.

РАЗДЕЛЯЕМАЯ ПАМЯТЬ    SHARED    MEMORY

Адресное пространство, системно доступное всем кешированным модулям.

ПЕРЕКОС    SKEW

Различие между задержками распространения двух или более сигналов на любых линиях магистрали

ИСПОЛНИТЕЛЬ    SLAVE

Модуль, который может быть адресован и способен участвовать в передаче по магистрали. ЛОВЯЩИЙ    SNARF

Модуль считается ловящим передачу, если он берет копию данных, проходящих по магистрали, хотя он не запрашивал их.

НАБЛЮДАЮЩИЙ    SNOOP

Модуль считается наблюдающим передачу, если он не инициировавший ее задатчик или хранитель последнего положения данных, но отслеживает передачу. Кеш-памяти наблюдают передачи для поддержания когерентности

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЛОКАЛЬНОСТЬ    SPATIAL LOCALITY

Свойство программ обращаться к тесно связанным кластерным адресам памяти в короткие временные интервалы.

РАСЩЕПЛЕННАЯ ПЕРЕДАЧА    SPLIT TRANSACTION

Системная передача, в которой запрос передается в одном цикле, а ответ — в отдельном последующем цикле магистрали.

ЗАВИСАНИЕ    STARVATION

Системное условие, которое встречается, когда один или более модулей не выполняют полезных действии в течение неопределенного промежутка времени из-за отсутствия доступа к магистрали или к другим системным ресурсам.

СИЛЬНО СВЯЗАННАЯ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ    STRONG SEQUENTAL CONSISTENCY

Система представляет сильно связанную последовательность, если каждый участвующий кеш в системе наблюдает за всеми модификациями линии внутри себя таким же образом, как все участвующие кеши в системе. См также слабо связанную последовательность.

1 4-154

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ФБ+ позволяет модулям осуществлять передачи, которые динамически меняются между следованием слабосвязанной модели поведения (которая подразумевает большую согласованность и, соответственно, более высокие характеристики) и сильносвязанной модели поведения (которая может быть необходима для убежденности в правильном действии алгоритма записи программиста, не познаваемой из-за согласованности, возможной в различных частях системы).

СИСТЕМНАЯ ПЕРЕДАЧА    SYSTEM TRANSACTION

Законченная операция, такая как чтение или запись памяти, как представление с инициируемого устройства. Системная передача может быть транслирована в одну или более передач по магистрали при помощи ФБ+ интерфейса завершения операции.

ВРЕМЕННАЯ ЛОКАЛЬНОСТЬ    TEMPORAL LOCALITY

Свойство программ обращаться к тем же самым ячейкам памяти в коротких временных интервалах.

ПЕРЕДАЧА    TRANSACTION

Событие, начинающееся с фазы соединения и оканчивающееся фазой рассоединения. Данные могут передаваться, а могут и нс передаваться в течение передачи. «Передача» часто используется вместо более точной фразы «передача по магистрали» ради краткости. См. «системную передачу». НЕВЫБРАННЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬ    UNSELECTED SLAVE

Исполнитель, который не распознал своего адреса на магистрали в течение фазы соединения цикла передачи.

СЛАБО СВЯЗАННАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ WEAK SEQUENTAL CONSISTENCY

Система представляет слабо связанную последовательность, если отсылки к глобальным синхронизирующим переменным представляют сильно связанную последовательность и если не используются отсылки к синхронизирующим переменным, выданным любым процессором до тех пор, пока все предыдущие модификации глобальных данных не будут исследованы всеми кешами и если нет отсылок к глобальным данным, выданным любым процессором, до тех пор, пока все предыдущие модификации синхронизирующих переменных не исследованы всеми кешами. См. также «сильно связанную последовательность».

2.4 Структура документа

Каждая из гл. 3—9 разделена на секцию описания и секцию спецификаций. Номера в секциях описаний начинаются с номера главы и имеют индекс «Л». Номера в секциях спецификаций начинаются с номера главы и имеют индекс «.2».

Секции описаний призваны помочь разработчикам понять действие магистрали и не содержат требований к оборудованию. Секция спецификаций содержит все требования к оборудованию согласно стандарту.

Секции спецификаций написаны с использованием атрибутов (включая разряды РУС), состояний и уравнений. Этот формат, хотя он иногда труден для чтения, позволяет спецификациям быть точными. Разработчики могут познакомиться с секциями описаний перед чтением секций спецификаций.

Атрибуты обозначены прописными буквами, знак подчеркивания разделяет слова. Например: В Ы НУЖД EH Н Ы Й_СТАТУ С, ЗАДАТЧИК, ДЕЙСТВУЮЩИЙ ДЗАДАТЧИК являются атрибутами. Следующие символы используются в уравнениях:

Отрицание & Логическое И ! Логическое ИЛИ

Например, спецификация «СОРЕВНУЮЩИЙСЯ должен выставить аЬб*, когда епб & СОРЕВНОВАНИЕ & (ел7 | -АВ7*)» будет означать: модуль с установленным атрибутом СОРЕВНУЮЩИЙСЯ должен выставить сигнал аЬб^-*, когда установлен сигнал епб и установлен атрибут СОРЕВНОВАНИЕ и либо сп7 установлен или АВ7* снят.

Атрибуты есть логические величины, которые не обязательно соответствуют схемотехнике модуля. Изменения внутренних состояний устройств могут отвечать или не отвечать атрибутам, описанным в этой спецификации. Внешнее поведение любого устройства эквивалентно отвечает определенному в спецификации устройству.

Хотя эта спецификация индицирует соответствующим образом те места, где разработчик может встретиться с метастабильностями (ошибочным поведением цифровой логики в границах между двумя синхронизуемыми областями), нет гарантии, что такие предупреждения покрывают все возможные случаи метастабильности; избежать их есть ответственность разработчика, т. к. различная применяемая архитектура требует различных границ синхронизации.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

2 5 ФБ+ символ

Символ 896, показанный на рис 2—2, является защищенным компьютерным обществом IEEE, он может быть использован только на продуктах, полностью удовлетворяющих всем требованиям одного или более профилен, определяемых в Р896 2

2 6 Нормативные ссылки

Р896 1 ФБ+ Спецификации логического уровня Р896 2 ФБ+ Спецификации физического уровня 2 7 Описание линий магистрали

В табл 2 1 приведен список линии магистрали, параграфы 2 7 1 1—2 7 1 5 дают краткое описание их функции Сигналы на этих линиях описываются более полно в дальнейшем

1 а б л и ц а 2—1 — Перечень линии магистрали

Рарядтхп бит 12 а 12К 2S( Информ ШИОШШС линия AD[ 63 0]* Адрес — Данные 32 64 64 64 D[25:> 64]* Данные - - 64 192 ВР( 31 0]* Четноиь млисгралп 4 8 16 32 1G] 7 0]* 7сгп Ь Ь 8 8 1 Р ★ Чешоыь тегоь 1 1 1 1 СМ| 7 0]* Команда К 8 S 8 СР* Четность команды 1 1 1 1 S J { 7 0]* Статус 8 8 S S СА[ 2 0]* Способность 3 3 3 о Д Линии синхронизации AS* AR*? АК*Адресная синхронизация 3 л Д 3 3 DS*, DK*, D1 * Синхронизация данных 3 *> Д 3 3 ГТ * Конец ьладсния 1 1 1 1 Линии арбитражных сообщении АВ[ 7 0J* Шипа арбитражных сообщении 8 8 8 8 АВР* Четность шины арбитража 1 1 1 1 АР* AQ* AR★ Синхронизация шины арбитража 3 -> Д 3 3 АС[ 1 0]* Условия сообщения арбигража 2 2 2 2 Линии шшииалшшни сброса ЯЬ * Сброс 1 1 1 1 Централизованным аибп го 1Ж RQ[ 1 0]* Запрос 2 2 2 2 GR* Предоставление 1 1 1 1 РЕ* Отказ 1 1 1 1 ГеогоасЬическпп адрес GA[ 4 0]* 1 еографилсскии адрес 5 5 5 Ь Всего 96 132 204 348

О количестве линии ОВ, линии поеледовательнои магистрали и другой информации, относящейся к профилям, обращайтесь к IEEE Р896 2

1 4*

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857—95

2.7.1 Информационные линии

Следующие линии магистрали используются для выполнения передач по магистрали.

2 7.1 1 AD[63 ... 0]*

Адрес/Данные/Деселекция шины/Адрес запроса/возврата

Эти мультиплексированные двунаправленные линии адреса/данных содержат адрес во время передачи адреса. Адрес всегда выставляется задатчиком и принимается одним или несколькими исполнителями. В течение передачи данных на этих линиях находятся данные. Данные выставляются задатчиком в течение цикла записи и выбранным или внедренным исполнителем в течение цикла чтения. В течение первого обмена данных частной передачи AD[31 . . . 0J ★ несут сигналы деселекции шины. В течение кешированной расщепленной передачи AD[31 . . . 0]* несут адрес запрашивающих модулей и приоритет, и статус отвечающих модулей. В течение некешнрованной расщепленной передачи AD[31 . . . 0| ★ несут глобальные идентификаторы запрашивающих модулей и идентификатор передачи.

2.7.1.2    D[255 . . . 64] ★ Линии данных

Эти двунаправленные линии данных содержат данные в течение передачи данных. Данные выставляются задатчиком в течение цикла записи и в ответной части расщепленного цикла чтения. Данные выставляются выбранным или внедренным исполнителем в течение цикла чтения.

2 7.1.3 СМ[7 . . . 0]* Команда

Набор линий, несущих управляющую информацию от задатчика к одному или нескольким исполнителям текущего цикла.

2.7.1.4 СР* Четность команды

Линия содержит четность сигналов на шине управления.

2 7.1.5 ST[7 . . . 0]* Статус

Набор линий, которые активируются исполнителями, отвечающими на команду задатчика. ST[7 . . . 0] ★ обеспечивают информацию как о статусе самих исполнителей, так и об их отношении к текущей передаче.

2.7.1.6    СА[2 . . . 0]* Способность

Набор линий, которые активируются модулями, декларирующими их способность воспринять основной режим передачи по магистрали. СА[2 . . . ()]★ обеспечивают базовый механизм, позволяющий модулям с различными способностями к передаче сосуществовать в системе; т. е. модулю, который может отвечать на пакетную передачу, и модулю, который может выполнять только принудительную передачу данных.

2.7.1.7    ВР[31 . . . 0]* Четность магистрали

Эти линии содержат признак четности для шин адреса/данных. Имеется одна линия четности на 8 линий адреса/данных.

2 7.1.8 TG[7 . . . 0]* Теги

Эти двунаправленные линии несут дополнительную информацию, относящуюся к линиям адрес/данные. Данный стандарт не предписывает использование TG[7 . . . 0]*, разработчик системы может использовать их соответственно специфике своей задачи. Количество активных линий тегов определено в регистре управления-статуса.

2.7.1.9 ТР* Четность тегов

Линия содержит признак четности для TG[7 . . . 0]*.

2.7.2    Линии синхронизации

Линии синхронизации координируют обмен адресом, командой, способностью, статусом и данными в течение передачи.

2.7.2.1 AS* Синхронизация адреса

Сигнал синхронизации, который выставляется в течение фазы соединения задатчиком для того, чтобы информировать исполнителен, что адрес и управляющая информация действительны. AS* снимается в течение фазы рассоединения для индикации того, что рассоединение данных и управления действительно.

2.122 АК* Подтверждение адреса

Сигнал подтверждения снимается всеми модулями в течение фазы рассоединения для указания задатчику, что их статусная информация действительна.

2.7.2.3 AI* Подтверждение адреса инверсное

Сигнал подтверждения, снимаемый всеми модулями в течение фазы соединения для указания задатчику, что их статусная и способная информация действительна.

10

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

2.7.2    4 DS* Синхронизация данных

Синхросигнал, выставляемый или снимаемый задатчиком в течение фазы передачи для указания участвующим исполнителям, что управляющая информация и данные записи действительны или задатчик готов получить считываемые данные.

2.12.5    DK* Подтверждение данных

Сигнал подтверждения, снимаемый участвующими исполнителями в течение четного обмена пли четного пакета фазы данных для указания задатчику, что статусная информация и данные чтения действительны или что получены данные записи.

2.12.6    DI* Подтверждение данных инверсное

Сигнал подтверждения, снимаемый участвующими исполнителями в течение нечетного обмена или нечетного пакета фазы данных для указания задатчику, что статусная информация и данные чтения действительны или что получены данные записи.

2.12.1    ЕТ* Конец владения

Этот сигнал отмечает конец владения текущим задатчиком. Снятие этого сигнала сообщает выигравшему задатчику, что он стал действующим задатчиком.

2.7.3    Линии распределенного арбитража и сообщений арбитража

2.7.3.1    АВ[7 . . . 0]* Шина арбитража

Набор линий, содержащий код старшинства соревнующихся в течение процесса арбитража сообщений и процесса распределенного арбитража.

2.1.32 АВР* Четность арбитража

АВР* содержит признак четности шины АВ[7 ... 0]*.

2.1.3.3    AP*,AQ*,AR* Синхронизация управления доступом

Линии синхронизации с подтверждением, которые выполняют циклическую последовательность подтверждений, управляющую последовательностью процесса арбитражных сообщений и процесса распределенного арбитража.

2.7.3.4    АС[1 ... 0]* Условия арбитража

Линии, которые управляют процессом арбитража сообщений и процессом распределенного арбитража.

2.7.4    RE* Инициализация/сброс магистрали

Выставляется модулем для инициализации интерфейсной логики всех модулей в предопределенное состояние и вырабатывает сигнал сброса для содержимого плат. Длительность выставленного состояния на RE* используется для указания, соответствует ли сигнал вставлению модуля при включенном питании, инициализации магистрали или системному сбросу.

2.7.5    Центральный арбитр

В системах с центральным арбитром этот сигнал используется для выбора задатчика магистрали, как описано ниже.

2.7.5.1    РЕ* Отказывание

Центральный арбитр выставляет этот сигнал для указания текущему задатчику, что имеется необходимость его отказа от магистрали.

2.1.52 GR* Предоставление

Сигнал на этой линии выставляется центральным арбитром при предоставлении права быть задатчиком. Это есть отдельная линия от центрального арбитра к каждому модулю на магистрали.

2 7.5.3 RQ[1 ... 0]* Запрос

Сигнал на одной или обоих линиях выставляется модулями, запрашивающими владение магистралью. Имеются две отдельные линии от каждого модуля магистрали к центральному арбитру.

2.7.6    GA[4 . . .0]* Географический адрес

Набор статических сигналов на магистрали с кодом позиции места модуля на магистрали.

2.8 Перечень атрибутов

Каждый атрибут сопровождается списком ссылок на него. Подчеркнутый номер содержит описание атрибута.

СПОСОБНОСТЬ_32_РАЗРЯДНОГО_АДРЕСА    32_В ITAD RESSC АРАБ LE

7.2.4.1.1.

32_РАЗРЯДНАЯ_СПОСОБНОСТЬ    32_B1T_CAPABLE

6.2.1.3

и

СПОСОБНОСТБ32РАЗРЯДНЫХ_ДАННЫХ

7.2.4.1.1.

64_РАЗ РЯД Н ЫЙ_АД РЕС

6.2.1.3

64_Р АЗ РЯДНЫЕ ^ДАННЫЕ

6.2.1.3.    6.2.2.5.1. СПОСОБНОСТЬ_64_РАЗРЯДНОГО_АДРЕСА

6.2.1.3.    7.2.4.1.1.

СПОСОБНОСТЬ_32_РАЗ РЯДНЫХ_ДАННЫХ

7.2.4.1.1.

128_РАЗРЯДНЫЕ_ДАННЫЕ

6.2.1.3.    6.2.2.5.1, 6.2.2.5.2. СПОСОБНОСТБ128РАЗ РЯДНЫХ _ДАННЫХ

7.2.4.1.1.

256_РАЗРЯДНЫЕ ДАННЫЕ

6.2.1.3.    6.2.2.5.1, 6.2.2.5.2. СПОСОБНОСТЬ_256_РАЗРЯДНЫХ_ДАННЫХ

7.2.4.1.1.

АДРЕСДЕКОДИРОВАН

6.2.1.7.2.    6.2.1.8. 6.2.2.1.3, 6.2.3.2, 8.2.2, 9.2.1. РАЗРЯДНОСТЬАДРЕСА

6.2.1.3.    6.2.2.2.8, 6.2.2.5.1.

ТОЛЬКОАДРЕС

6.2.1.4.    8.2.3.

ТОЛ Ь КО_АД Р ЕСАЗАЩ И ЩЕН НАЯ

6.2.1.4.    6.2.1.5, 6.2.1.8, 6.2.2.5.1.

ТОЛ ЬКО_АД РЕСА_Н ЕЗАЩИ ЩЕН НАЯ

6.2.1.4.    6.2.1.8, 6.2.2.5.1. ОШИБКА_ЧЕТНОСТИ_АДРЕСА

6.2.1.7.2.    6.2.1.8. ОШИБКА_ЧЕТНОСТИ_АДРЕСНОГО_ТЕГА

6.2.1.7.2.

ЗАПРОСАРБИТРАЖНОГОСООБЩЕНИЯ

5.2.1.    5.2.4, 5.2.7.1.1, 5.2.9.1, 5.2.9.2, 5.2.9.6, ПОСЫЛ КААРБИТРАЖНОГОСООБЩЕНИЯ

5.2.1.    5.2.9.1, 5.2.9.2, 5.2.9.6. ОШИБКА_СРАВНЕНИЯ_АРБИТРАЖА

5.2.6.

ОШИБКААРБИТРАЖА

5 2.4, 52&, 5.2.7.2.1, 5.2.8.1, 5.2.8.3-5.2.8.5, 5.2 ВЛАДЕЛЕЦАРБИТРАЖА

5.2.3. 5.2.4, 5.2.7.1.3, 5.2.8.1, 5.2.S.2, 5.2.8.5, 5.2 ОШИБКАЧЕТНОСТИАРБИТРАЖА

5.2.6.    5.2.8.1, 5.2.8.4, 5.2.9.1, 5.2.9A ТАЙМАУТАРБИТРАЖА

5.2.6.    5.2.7.1.2, 5.2.7.1.3, 5.2.8.1, 5.2.8.3, 5.2.В.5 ВЫСТАВЛЕНИЕСБ

6.2.2.4.5, 8.2.2.

ОЧЕРЕДЬАТРИБУТОВ

8.2.2.

ОШИБКАОБМЕНА

6.2.1.7.2. 6.2.2.4J. СТАТУСОШИБКИОБМЕНА

6.2.1.7.1.    6.2.1.8. ШИРОКОЗАПРОСНЫЙАДРЕС

6.2.1.7.2.    6.2.2.4.4.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫЙ    BROADCAST

6.2.1.7.2. 6.2.1.8, 6.2.2.1.5, 6.2.1.8, 6.2-2А4, 6.2.3.4, 6.2.3.6, 6.2.3.8, 6.2.3.10, 6.2.3.12, 6.2.3.14, 9.2.1.

АТРИБУТ_ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНОЙ_СЕЛЁКЦИИ    В ROAD CASTJS ELECTATRI BUTE

9 2 1

ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫЙ СТАТУС    BROUDCAST_STATUS

6.2.1.7.1. 6.2.1.8, 6.2.2.1.4—6.2.2.1.6, 6.2.2.5.1—6.2.2.5.3, 6.2.3.4, 6.2.3.6, 6.2.3.8, 6.2.3.10, 6.2.3.12, 6.2.3.22.

УДЕРЖАНИЕМАГИСТРАЛИ    BUS_HOLD

5.2.1—5.2.3, 6.2.1.8, 6.2.2.1.1, 7.2.1.

НЕЗАНЯТОСТЬМАГИСТРАЛИ    BUSIDLE

7.2.1.

НЕЗАНЯТОСТЬМАГИСТРАЛИШЬ    BUS_IDLE_1US

5.2.7.1.3, 6.2.2.1.3, 12Л, 7.2.2, 7.2.3.4.

ИНИЦИАЛ ИЗАЦИЯМАГИСТРАЛ И    BUSINIT

Ъ2Д, 7.2.3.3, 7.2АЛ-Т2А.6.

ЗАНЯТОСТЬ    BUSY

6.2.1.7.2. 6.2.2.4.2, 8.2.2. СТАТУС ЗАНЯТОСТИ

5.2.3, 6.2.1.7.1. 6.2.1.8.

КЕШ

8 2 1 8 2 3

КЕШЕВЬШАГЕНТ    CACHEAGENT

8.2.1.    8.2.2, 8.2.3, 8.2.5.

КЕШЕВАЯСПОСОБНОСТЬ    CACH ECAPABLE

7.2.1.1.1.

КЕШ CMD    CACHE CMD

6.2 Л А 6.2.2.4.5.

КЕШОРСМРЬТ    CACHEOPCMPLT

8.2.2.

КЕШИРОВАННЫЙ    CACHED

8.2.2.    8.2.3—8.2.5.

ВЫЧЕРКНУТЫЙ    CANCEL

5.2.4. 5.2.7.2.2, 5.2.8.1, 5.2.S.4, 5.2.8.5, 5.2.9-1, 5.2.9A СПОСОБНОСТЬОШИБКИ    CAPABIL1TYERROR

6.2.1.7.2.

ЦЕНТРАЛ ЬНЫЙАРБИТР    С ENTRAL ARB ITER

4991 4999 S9 1—5 93 59711 597 13 72421 ЗАПРОСЦЕНТРАЛЬНОГОСООБЩЕНИЯ ’    CENTRALMESSAGEREQUEST

5.2.1.    5.2.4, 5.2.7.1.1, 5.2.9.1, 5.2.9.2, 5.2.9.6, 7.2.4.2.1.

ПОСЫЛ КАЦЕНТРАЛЬНОГОСООБЩЕНИЯ    CENTRALMESSAGESENT

5.2Л, 5.2.9.1, 5.2.9-5, 5.2.9.6.

ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЙ ЗАДАТЧИК    CENTRALISED MASTER

4.2.1.    4.2.2.3, 6.2.1.1.

СРАВНЕНИЕ ОБМЕН    COMPARE_SWAP

6.2.1.5.    6.2.1.8, 6.2.3.3—6.2.3.8, 7.2.4.1.1.

СПОСОБНОСТЬСРАВНЕНИЯОБМЕНА    COMPARE_SWAP_CAPABLE

7.2.4.1    Л.

ПРИНУДИТЕЛЬНЫЙ    COMPELLED

6.2.1.1. 6.2.2.3.2.

СТАТУСПРИНУЖДЕНИЯ    COMPELLED_STATUS

6.2.1    Л . 6.2.1.6, 6.2.1.7.2, 6.2.1.8, 6.2.2.2.1, 6-2.3.1, 6.2.3.2, 6.2.3.22, 6.2.3.23.

СОРЕВНОВАНИЕ    COMPETE

5.2.5.    5.2.7.3.1—5.2.7.3.9, 5.2.S.2, 5.2.S.5, 5.2-9.2, 5.2.9.5.

СОРЕВНУЮЩИЙСЯ    COMPETITOR

S.2A. 5.2.5, 5.2.Б, 5.2Л .ЗЛ-5.2Л2>Я, 5.2.%.2-5.2.%.€,, 5.2Д.2-5.2Л.Ь.

13

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие научного редактора русского текста................. V

1    Назначение и область применения..................... 1

2    Определения и структура........................ 3

2.1    Определения действий........................ 3

2.2    Определения линий магистрали и сигналов................. 3

2.3    Определения............................ 4

2.4    Структура документа........................ 8

2.5    ФБ+ символ ........................... 9

2.6    Нормативные ссылки........................ 9

2.7    Описание линий магистрали...................... 9

2.7.1    Информационные линии.....................10

2.7.2    Линии синхронизации...................... 10

2.7.3    Линии распределенного арбитража и сообщений арбитража........ 11

2.7.4    ££★ Инициализация/сброс магистрали................11

2.7.5    Центральный арбитр ......................И

2.7.6    GA [4...0] ★ Географический адрес ................. 11

2.8    Перечень атрибутов......................... 11

2.9    Используемая мнемоника.......................21

3. Спецификация сигналов магистрали....................22

3.1    Описание ............................22

3.1.1    Переключение логических уровней..................22

3.1.2    Перекосы ..........................22

3.2    Спецификация ..........................23

3.2.1    Перекосы ..........................23

3.2.2    Фильтры    «шпилек».......................23

4    Централизованный    арбитраж.......................23

4.1    Описание.............................23

4.1.1    Линии магистрали для централизованного арбитража...........23

4.1.2    Операции централизованного арбитража................24

4.1.3    Описание центрального арбитра ..................25

4.2    Спецификация...........................25

4.2.1    Атрибуты магистрального арбитража.................25

4.2.2    Сигналы магистрального арбитража.................25

5    Распределенный арбитраж и сообщения арбитража...............26

5.1    Описание.............................26

5.1.1    Арбитражные сообщения — центральный арбитр.............26

5.1.2    Арбитраж и сообщения — распределенный арбитр............27

5.1.3    Линии магистрали.......................29

5.1.4    Логика соревнования арбитража................... 30

5.1.5    Время арбитражного соревнования..................31

5.1.6    Арбитражные состояния.....................32

5.1.7    Фазы арбитража........................32

5.1.8    Примеры арбитража.......................36

5.2    Спецификация...........................40

5.2.1    Атрибуты    арбитражного сообщения    —    центральный арбитр........40

5.2.2    Атрибуты    арбитражного сообщения    —    распределенный    арбитр.......41

5.2.3    Атрибуты арбитража — распределенный арбитр.............42

5.2.4    Атрибуты общего арбитража и сообщения...............43

5.2.5    Временные атрибуты арбитража...................44

5.2.6    Атрибуты ошибок арбитража....................45

5.2.7    Определение сигналов......................45

5.2.8    Определение протокола — распределенный арбитраж и сообщения...... 46

5.2.9    Определение протокола — сообщения центрального арбитра........ 48

6    Параллельный протокол.........................49

6.1 Описание.............................49

6.1.1    Владение магистралью......................49

6.1.2    Передачи ..........................49

П

ОШИБКАЧЕТНОСТИКОМАН-    CONNECTION_COMMAND_PARI-

ДЫ_СО ЕДИНЕН ИЯ    TY_ERROR

6.2.1.7.2. 6.2.1.8.

ПРИЗНАК_СОЕДИНЕНИЯ_ЗАФИКСИРОВАН CONNECTION _INFO_CAPTURED

6.2.1.7.1,    6.2.3.8. 6.2.2.1.1.

ФАЗА_СОЕДИНЕНИЯ    CONNECTIONPHASE

6.2.1.1—6.2.1.4, 6.2.1.7.2, 6.2.1.8. 6.2.2.1.1, 6.2.2.1.6, 6.2.2.2.1-6.2.2.2.8, 6.2.2.3.1, 6.2.2.5.1. СТАТУССОЕДИНЕНИЯ    CONNECTION_STATUS

6.2.1.1,    6.2.1.2, 6.2.1.8. 6.2.2.4.1, 6.2.3.2.

ОБРАТНОЕ_ КОПИРОВАНИЕ    СОРТОВ АС К

6.2.1.4. 6.2.1.8, 6.2.2.5.1, 6.2.3.1, 8.2.2—8.2.4.

ОШИБКА ЧЕТНОСТИ КОМАНДЫ ДАННЫХ DATA COMAND PARITY ERROR

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

6.1.3    Фазы магистральной передачи ..................

6.1.4    Протоколы передачи данных ...................

6.1.5    Широковещательная синхронизация с подтверждением.........

6.1.6    Внедренность..........................

6.1.7    Статус кешированной строки....................

6.1.8    Расщепленные передачи.....................

6.1.9    Заблокированные операции....................

6.1.10    Блокирующие команды.....................

6.1.11    Занятость..........................

6.1.12    Ожидание..........................

6.1.13    Расширенная разрядность магистрали................

6.1.14    Расширенный адрес......................

6.1.15    Возможности модуля......................

6.1.16    Передачи..........................

6.1.17    Описание сигналов магистрали...................

6.1.18    Обмены в магистрали......................

6.1.19    Примеры передач.......................

6.2 Спецификация ..........................

6.2.1    Основные определения......................

6.2.2    Определение сигналов......................

6.2.3    Определения протокола.....................

7    Системное управление магистралью.....................

7.1    Описание ............................

7.1.1    Управление магистралью.....................

7.1.2    Управляющие и статусные регистры ФБ+...............

7.2    Спецификация ..........................

7.2.1    Атрибуты управления магистралью..................

7.2.2    Сигнал сброса RE*.......................

7.2.3    Определение протокола .....................

7.2.4    Управляющие и статусные регистры ФБ+...............

8    Кеш-когерентность..........................

8.1    Описание ............................

8.1.1    Атрибуты кеша ........................

8.1.2    Наблюдение за магистралью....................

8.1.3    Когерентность кеша при использовании соединенных передач........

8.1.4    Когерентность кеша при использовании расщепленных передач в пределах одного

сегмента магистрали.......................

8.1.5    Использование расщепленных передач для задержки окончаний недействительности ............................

8.1.6    Общий список команд и статусов кеш-когерентности ..........

8.1.7    Недопустимые комбинации атрибутов................

8.2    Спецификация ..........................

8.2.1    Атрибуты модулей.......................

8.2.2    Атрибуты статуса .......................

8.2.3    Атрибуты кеш-модуля для каждой строки...............

8.2.4    Атрибуты запросчика для каждой строки кеша.............

8.2.5    Атрибуты ответчика для каждой строки кеша..............

8.2.6    Определение протокола.....................

9    Передача сообщений .........................

9.1    Описание ............................

9.1.1    Уровень фрагментов ........‘..............

9.1.2    Уровень сообщений ......................

9.2    Спецификация ..........................

9.2.1    Описание атрибутов ......................

9.2.2    Спецификация форматов фрагментов.................

9.2.3    Размер сообщения.......................

9.2.4    Интервал между фрагментами...................

9.2.5    Номер последовательности.....................

9.2.6    Поле типа исключения .....................

9.2.7    Описание протоколов .....................

ш

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ПРЕДИСЛОВИЕ НАУЧНОГО РЕДАКТОРА РУССКОГО ТЕКСТА

В ведущих западных исследовательских центрах и фирмах, выпускающих вычислительную технику и аппаратуру систем автоматизации, разворачиваются работы на основе международного сотрудничества по выработке принципов построения и структурных решений, созданию технических и программных средств следующего поколения многопроцессорных, магистрально-модульных высокопроизводительных систем сбора и обработки данных на основе стандарта Futurebus-h

Одной из причин появления нового магистрально-модульного интерфейса были постоянные требования повышения производительности процессоров в инженерных расчетах, моделировании и анализе данных измерении. При существующей технологии производства микросхем памяти неэкономично повышение тактовой частоты процессоров св. 50 МГц, поэтому повышение производительности процессоров возможно за счет.

а)    повышения их разрядности св. 32 разрядов (однако следует учитывать, что далеко не во всех задачах данные представлены с точностью, требующей более 32 разрядов),

б)    более широкого внедрения параллельных методов обработки, что требует достижения предельной пропускной способности средств связи между процессорами.

В качестве второй причины можно назвать разобщенность и отсутствие унификации на рынке 32-разрядных магистрально-модульных систем в предыдущем десятилетии, когда каждая из ведущих западных фирм имела свои внутренний стандарт: Motoiola-VME, Intel-Multibus-2, DEC-VAX-BI, Texas Instniments-Nu Bus, что порождало проблемы несовместимости, особенно для крупных потребителей средств вычислительной техники и автоматизации.

Особенности и возможности интерфейса Фьючебас+ для создания перспективных радиоэлектронных средств

Интерфейс Futmebus-l- разрабатывался с 1979 по 1990 гг. как проект Р896 микропроцессорного комитета IEEE на магистрально-модульные системы будущего. Основными целями его разработки были.

—    создание стандарта, который обеспечит существенный шаг вперед по возможностям и характеристикам будущих мультипроцессорных систем;

—    обеспечение стабильной платформой производителей для создания нескольких генерации компьютерных систем

Для этого было необходимо

1)    обеспечить эффективными протоколами поддержку работы современных высокопроизводительных микропроцессоров в многопроцессорных системах реального времени;

2)    достичь предельной производительности магистрали,

3)    иметь эффективные средства для построения сложных многомагистральных систем различной конфигурации, а также более простые версии протоколов для менее сложных систем (свойство масштабируемости),

4)    иметь полностью асинхронный протокол с полностью распределенным управлением;

5)    обеспечить высокий уровень надежности и диагностируемое™ операции, а также возможность динамической реконфигурации систем;

6)    добиться технологической, микропроцессорной и архитектурной независимости интерфейса, иметь наиболее открытую систему для максимального круга пользователей.

FutuiebusF содержит все современные протоколы

а)    поиска распределенных данных и обработки запросов обслуживания, включая протокол передачи сообщении, а также

б)    приоритетный и «справедливый» варианты арбитража запросов доступа к магистрали с множественными приоритетными уровнями,

в)    асинхронной (с подтверждением) и синхронной (пакетной) передачи данных одному или группе исполнителей, в том числе с расщеплением цикла передачи,

г)    обеспечивает когерентность кешеи в системах с разделением памяти.

В нем стандартизован не только протокол магистрали, но и архитектура модулей, а также, частично, протоколы системных взаимодействии.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

Futuiebus+ позволяет достичь предельной скорости передачи данных по магистрали 150—1000 Мбаит/с в режиме с подтверждением и 300—2000 Мбайт/с — в пакетном режиме. Эти величины весьма близки к физическому пределу, определяемому возможными скоростями распространения электрических сигналов в природе. Для достижения предельных показателей для Futuiebus+ разработаны специальные приемопередатчики, работающие в логических уровнях плюс 1 В — плюс 2 В (BTL).

Масштабируемость FutuiebusT заключается:

а)    в изменяемости разрядности магистрали с 32 до 256 разрядов (4 градации),

б)    в изменяемости размеров печатных плат от 6 до 18 SU (3 градации),

в)    в существовании различных профилей для конкретных областей применении,

г)    в расширяемости протоколов от простых к более сложным, что обеспечивает понижение стоимости в более простых применениях

Операции управления магистралью в Futurebus+ выполняются единообразно каждым модулем без подчиненности другим, процедура управления полностью распределена и не требует наличия централизованных источников управления

Все шины передачи данных и управления на магистрали Futuiebus+ имеют проверку по четности. Конструкция магистрали обеспечивает малый уровень перекрестных наводок и достаточное отношение сигнал/шум для обеспечения надежных передач на больших скоростях. Введены специальные линии магистрали и статусные регистры для диагностирования качества проводимого цикла.

Futiuebus+ является открытым стандартом, это означает, что он.

а)    не оптимизирован под конкретные типы микропроцессоров (что типично для упоминавшихся фирменных стандартов) и технологию,

б)    развит по согчасию большого числа возможных производителен,

в)    не требует патентов и лицензий и не содержит ограничении для пользования,

г)    допускает развитие по мере улучшения полупроводниковой технологии и обеспечивает совместимость старых и «медленных» модулей с новыми разработками.

В процессе работы над стандартом было осуществлено еще одно важное нововведение, произведен переход на полностью метрическую систему типоразмеров механических конструктивов (основной шаг для печатных плат и каркасов 1SU=25 мм).

Отмеченные особенности предопределяют следующие области применения Futuiebus+.

1)    суперкомпьютеры общего назначения,

2)    системы для научных исследовании, моделирования, распознавания образов,

3)    системы сбора данных и управления сложными технологическими и производственными процессами,

4)    видео (графические) системы высокого разрешения, высокопроизводительные рабочие станции,

5)    высокоскоростные системы цифровой связи,

6)    системы специального применения.

Особенно следует подчеркнуть, что после 10-летнего периода применения множества фирменных стандартов появился интерфейс, имеющий реальные шансы стать широко признанным международным стандартом на высокопроизводительные микропроцессорные системы.

Освоение Фьючебас+ ведущими западными фирмами

О своей заинтересованности в применении этого стандарта заявили крупнейшие ведущие производители микропроцессорного оборудования. Apple Computei, AT & Т, Bell Labs, Boeing Aeiospace, CDC, Data Geneial, DEC, Feiianti, Foice Computers, General Dynamics, Hauis Semiconductor, Hewlett Packard, Intel, ITT, Motoiola, Phylips, Siemens, Sun Micio, Tektiomx, Texas Instruments и др. Ассоциация VITA объявила Futuiebus-f преемником широкораспространенного стандарта VME, ожидаемое время массового перехода к новому интерфейсу — 1992—1996 гг.

За рубежом усилия по развитию FutuiebusT поддерживаются ведущими фирмами—производителями элементной базы и аппаратуры автоматизации, чем обеспечивается использование новейших перспективных технологии в создании СБИС и высокопроизводительных средств связи для этих интерфейсов.

I 2—154

Фирмами BICC-Vero, Mupac и Schroff освоены и выпускаются механические конструктивы (крейты, магистрали, модули), фирмами AnTel, Cable & Computer выпускаются процессорные модули, модули памяти, модули ввода-вывода, анализаторы (состояний) магистрали и мосты VME- Futurebus+.

Фирма Texas Instalments объявила о предстоящем выпуске комплекта интерфейсных СБИС для реализации протокола Фьючебас+, в который входит; Арбитр магистрали, контроллер, приемопередатчики адресов и данных.

В нашей стране до настоящего времени работы по этому направлению практически не проводились, вследствии этого отсутствует необходимый технический и технологический опыт, особенно в функциональной и схемной реализации узлов интерфейса, в освоении алгоритмов и программ сбора и обработки данных по протоколам Futurebus+.

Основные документы по Futurebus+

Протоколами Futurebus+ стандартизуются;

1)    механические конструктивы и разъемы;

2)    напряжения и мощности источников питания;

3)    требования к охлаждению аппаратуры;

4)    требования к величинам электрических сигналов на магистрали;

5)    логика обмена сигналами по магистрали;

6)    архитектура модулей и взаимодействия в системе.

Стандарт Futurebus+ представляет собой семейство протоколов;

Р896.1 — ФБ+. Спецификации логического уровня

Р896.2 — ФБ+. Спецификации физического уровня.

Кроме того, на различных стадиях разработки находятся стандарты, определяющие конфигурацию систем, спецификацию тестов, спецификации для телекоммуникационных систем, кеш-ко-герентную кабельную магистраль, требования к реализации магистрали, интерфейсных схем и т. д.

Существующие профили FuturebusH- перечислены в табл. 1.

Таблица 1

Профил! Обзасть применения Кто заинтересован А Основные применения VITA/VME сообщество В Ввод/вывод Производители мини и суперЭВМ С Кабельные связи Межстоечные соединения D Настольная техника Производители компьютеров F Рабочие станции Производители рабочих станций М Военная техника U. S. DOD т Телекоммуникации США, Европа, Япония

Ниже приводится перевод основного документа по Futurebus+: Р896.1/Проект 8.5, май 16, 1991 — Спецификации логического уровня (международный стандарт ИСО/МЭК 10857—94).

Перевод документа на русский язык выполнен коллективом сотрудников НИИ ядерной физики Московского Государственного университета им. М. В. Ломоносова под руководством профессора С. Г. Басиладзе.

VI

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационная технология МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ Интерфейс Фьючебас+. Спецификации логического уровня

Information technology. Microprocessor systems.

Futurebus+. Logical protocol specification

Дата введения 1997—01—01

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт регламентирует логический (относящийся к временным соотношениям и протоколу поведения) уровень, определяющий набор сигнальных линий, который образует архитектуру магистрали из множества сегментов, и интерфейс модулей, подключенных к сегменту магистрали. Стандарт следует применять как составную часть профиля (набор соответствующих спецификаций, которые должны быть использованы совместно при разработке продукта для выполнения требований функционального стандарта) при построении систем с высоким уровнем совместимости.

Фьючебас+ обеспечивает средства для передачи двоичной информации между платами через одну пли несколько логических магистралей. Платы могут содержать любую комбинацию из одного пли более процессоров и логических ресурсов, таких как кеш, намять, периферийные или коммуникационные контроллеры и т. д. На рис. 1—1 показана структурная схема типового применения Фьючсбас+.

Протоколы специфицированы для распределения времени доступа модулей к магистрали, которым необходимо вступить в связь с другими модулями через эту магистраль. Однако стандарт не устанавливает приоритетных правил для модулей, которые соревнуются за использование магистрали. Считается, что это является привилегией и ответственностью разработчика системы. Стандарт определяет полный набор правил для сигналов, передаваемых всеми модулями как при распределенном, так и централизованном способе доступа к магистрали (гл. 4 и 5). Стандарт также дает полный набор правил для сигналов, выдаваемых всеми модулями, участвующими в передачах на магистрали (гл. 6).

Большинство протоколов передачи в этом стандарте являются предопределенными, т. е. они регулируются причиной и эффектом взаимоотношении. Протоколы этого стандарта не зависят от их технологической реализации. Предопределенность сигналов обеспечивает разработчику логическую простоту при реализации протоколов. В результате обеспечивается максимальная совместимость продуктов, разработанных в соответствии с этим стандартом в течение срока его действия.

Для любой магистрали имеется дилемма; в какой степени должны быть стандартизованы протоколы магистрали. Необходимо гарантировать, чтобы все платы, спроектированные различными производителями, могли работать совместно, если со стороны пользователей отсутствуют какие-либо специальные требования к проектируемой системе. Так как область действия этого документа ограничена, регламентация многих системных требований к магистральным компьютерным системам отсутствует; при необходимости можно обратиться к соответствующим стандартам.

Набор протоколов спроектирован по возможности технологически независимым, что обеспечивает очень высокий уровень эффективности и производительности. Для сигналов на магистрали

Издание официальное

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

Фьючебас + кабельный сегмент

Соединение с суперкомпьютером Рисунок 1 — 1 — Интерфейсы в семеиеше i ивовых систем Фьючебас+

может использоваться любая логика: (ТТЛ, BTL-присмопсрсдатчики, ЭСЛ, КМОП, арсенид галлия и т. д.), поэтому приводятся условия для ФьючебасТ -сигналов (в отношении переключения сигналов на линиях передач с ограничениями на перекосы, перекрестных наводок и надежности переда-чи). Однако предполагается, что для максимальной совместимости между продуктами их реализация должна быть осуществлена в соответствии с одним или более ФьючебасН^- -профилями, которые определяют физический уровень и набор сообщений, необходимых для частных случаев применения.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10857-95

2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СТРУКТУРА

2 1 Определения действий

МОЖЕТ    MAY

Обозначает гибкость выбора, без предопределенности.

ДОЛЖЕН    SHALL

Означает требование стандарта. Разработчики обязаны выполнять все такие требования для обеспечения совместимости.

ЖЕЛАТЕЛЬНО    SHOULD

Отмечает гибкость выбора при строгой предопределенности. Соответствует рекомендуемой практике.

2 2 Определения линий магистрали и сигналов

АКТИ В ИРО В АТЬ    ACTIVATE

Действие, состоящее в выставлении сигналов на группу линии магистрали Аналогично, термин активированный используется для описания состояния группы линии, когда они несут сигналы ★

Суффикс «★», добавленный к имени сигнала, индицирует, что этим сигналом состояние логической единицы заменяется состоянием логического нуля от любого другого модуля на этой линии ВЫСТАВЛЕН    ASSERT

Действие по выдаче состояния логической единицы на линию магистрали. Аналогично, термин выставленный используется для описания состояния линии магистрали, когда на ней присутствует логическая единица.

ЛИНИЯ МАГИСТРАЛИ    BUS LINE

Носитель для передачи сигналов Поскольку ФБ+ требует шинных формирователей, способных работать по «проводному ИЛИ», на линию магистрали могут выставлять сигналы несколько модулей одновременно Однако сигнал, находящийся на линии магистрали, есть комбинация сигналов от каждого модуля

СНЯТ    RELEASE

Действие по выдаче состояния логического нуля на линию магистрали. Аналогично, термин снятый используется для описания состояния линии магистрали, когда на ней присутствует логическим нуль.

НАИМЕНОВАНИЕ СИГНАЛОВ    SIGNAL NAMES

Когда группа линии магистрали представлена одинаковыми знаками, линии внутри группы нумеруются ADO*, ADI *, AD2* ит.д Для того, чтобы представить группу линии или сигналов в более удобной форме, используются обозначения AD[63 . . . 0] *. Обозначение AD[] ★ используется по отношению ко всем линиям внутри группы

Пример соглашения о сигналах показан на рис. 2—1 для схемотехники с «открытым коллектором» (хотя эта спецификация не зависит от типа логики). Сигнал определенного модуля, прикладываемый ко входу его шинного формирователя, обозначается строчными буквами, т. с. ai. Сигнал в модуле, выводимым на магистраль, обозначается строчными буквами со звездочкой, т. е. ai*. Сигнал, который появляется на линии магистрали как результат объединения сигналов от всех модулей, обозначается прописными буквами со звездочкой, т. е AI*

Рисунок 2 1 — Сошашения о сш налах

1 3-И4