Ячейка модуля быстрого канала МБКБО

Ячейка модуля быстрого канала МБКБО предназначена для работы в составе вычислительного комплекса (ВК) для обмена информацией по волоконно-оптическому кабелю на расстояниях до 500 метров по типу «канал-канал» и «канал-абонент».

Информация

Ячейка модуля быстрого канала МБКБО предназначена для работы в составе вычислительного комплекса (ВК) для обмена информацией по волоконно-оптическому кабелю на расстояниях до 500 метров по типу «канал-канал» и «канал-абонент». В МБКБО реализованы протоколы обмена интерфейса быстрого канала БК-3М. Представляет собой однослотовую SВus-ячейку с двумя соединителями.

Характеристики

Параметр	Значение
Физический темп передачи, не более Мбит/с	1200
Дальность связи, не более, м	500
Тип кабеля связи	многомодовый оптический
Напряжение питания, В	5,0
Потребляемый ток, А	2,0
Оптический стык:
средняя мощность излучателя, дБм	9,5…4
чувствительность приёмника, не менее, дБм	17
максимальный входной сигнал приёмника, не более, дБм	0
длина волны излучения, мкм	0,85
диаметр сердцевины многомодового волокна, мкм	50…62,5
Интерфейс	шина SBus, оптический
Средняя наработка на отказ ВК, ч, не менее	9000
Группа исполнения	зависит от ВК
Потребляемая мощность, Вт	10
Диапазон рабочих температур внешних условий применения, °С	зависит от ВК
Год начала производства	2005

Внешний вид

-

Состав

• соединитель SBus-шины;
• программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) BKSH;
• ПЛИС BKDA;
• приёмно-передающий модуль HFBR-53D5;
• микросхема памяти буфера данных 2048 × 36 IDT723651L15PQF (FIFO);
• демультплексор (микросхема HDMP-1024);
• мультиплексор (микросхема HDMP-1022);
• постоянное запоминающее устройство ПЗУ (AT29C1024-90JC);
• соединитель JP8-JP12 подключения разъёма JTAG;
• соединитель JP1-JP7 установки прерывания SBus-шины с помощью перемычки.

Внутренний обмен информацией ячейки МБКБО с устройством УВ 3М1 производится по протоколу шины SBus. Размер массива данных обмена по волоконно-оптическому кабелю кратен блоку обмена между МБКБО и оперативной памятью (ОП) УВ 3М1.
Для формирования последовательного кода (кода в линии) в ячейке используется производимый фирмой HewlettPackard комплект БИС мультиплексора/ демультиплексора HDMP-1022/HDMP-1024 интерфейса Serial HIPPI ANSI X330-1994.1 – входной регистр SBus;
2 – схема формирования и контроля чётности;
3 – счётчики блоков передатчика и приёмника;
4 – счётчики адреса передатчика и приёмника;
5 – регистр маски;
6 – мультиплексор 32×16 с управляющей информацией;
7 – преобразователь параллельного кода в последовательный (БИС HDMP-1022);
8 – ППЗУ для хранения F-code;
9 – регистр прерывания;
10 – схема управления передатчиком и приёмником;
11 – приёмно-передающий оптический модуль (HFBR-53D5);
12 – выходной регистр SBus;
13 – коммутатор;
14 – FIFO (буфер данных, по принципу: «первый вошёл – первый вышел») приёмника;
15 – регистр команды/дескриптора (входит в FIFO);
16 – демультиплексор 16×32 с управляющей информацией;
17 – преобразователь последовательного кода в параллельный (БИС HDMP-1024);
18 – схема индикации;
19 – схема синхронизации.
US – управляющие сигналы SBus.
Из структуры видно, что в ячейке имеются следующие стыки:

• Параллельный стык внутренней шины SBus, к которой подсоединены входной и выходной регистры.
• Параллельный стык входного регистра мультиплексора HDMP-1022.
• Параллельный стык выходного регистра демультиплексора HDMP-1024.
• Оптический стык.

Для каждого стыка определяются три группы сигналов:

• данные;
• синхросигналы;
• код адреса, сигналы управления и сигнализации состояния канала.

Параллельный стык внутренней шины осуществляется согласно протоколу шины SBus. Шина SBus оптимизирована для применения в системах, использующих компоненты CMOS. Частота синхронизации устройства передачи данных от 16,67 до 25 МГц. Общая электрическая ёмкость шины не должна превышать 100 пФ.
Параллельный стык входного регистра мультиплексора HDMP-1022:

• данные в параллельном коде передатчика – «TD0», … «TD19»;
• сигналы синхронизации и сопровождения данных: «GCLK», «DAVT», «STRBOUT»;
• сигнал начальной установки – «RS».

Параллельный стык выходного регистра демультиплексора HDMP-1024:

• данные в параллельном коде - «RD0», … «RD19»;
• сигналы синхронизации и сопровождения данных – «CLKR», «DAVR», «FLAG»;
• сигнал начальной установки – «RS»;
• сигналы готовности и ошибки – «STAT0», «ERROR».

Основные параметры и особенности сигналов стыка BUF-MUX следующие:
При готовности и отсутствии сбоев в процессе штатной приёмопередачи нормальные уровни сигналов готовности и начальных установок следующие:

• уровень сигналов «RS», «STAT0» равен логической «1»;
• уровень сигнала «ERROR» равен логическому «0».

Частота синхросигналов «STRBOUT» и «CLKR» равна удвоенной частоте «GCLK». Время установления связи после подачи питания не более 150 мс.
Выходом HDMP-1022 является парафазный сигнал DOUT/DOUT*, входом HDMP-1024 является аналогичный сигнал DIN/DIN*. Структура кода последовательного электрического сигнала эквивалентна оптическому сигналу, описанному ниже.
Последовательный электрический сигнал в цепи HDMP-HFBR ячейки МБКБО передаётся парафазно по согласованным пятидесятиомным полосковым линиям печатной платы.
Оптический стык определяется комплектом БИС HDMP-1022 и HDMP-1024 HP в части структуры кадра последовательного кода, способа кодирования и синхронизации, а в части параметров оптического сигнала – приёмо-передающим оптическим модулем HFBR-53D5. Этот модуль предназначен для работы на себе подобный на дальнем конце линии с использованием многомодового оптического кабеля длиной не более 500 м.
БИС мультиплексора и демультиплексора реализуют Serial HIPPI со следующими характеристиками 24-х битового кадра:

• биты с 1 по 20 – данные;
• биты с 21 по 24 –определяют границы и тип кадра.

Тактовая частота в линии равняется частоте «GCLK» умноженной на 48. При частоте «GCLK» равной 25 МГц тактовая частота будет равна 1200 МГц.
Ячейка МБКБО может работать в следующих режимах:
1. Режим обработки информации:
а) Запись (чтение) регистров МБКБО;
б) Приём/передача буферов данных в режиме прямого доступа в память.
2. Режим управления каналом:
а) Обнуление:

• счётчика слов (пакетов) канала передатчика, счётчика слов (пакетов) канала приёмника и соответствующих буферов;
• общее обнуление управляющих триггеров и обоих каналов.

б) Установка и чтение регистра прерываний:

• с маскированием выбранных полей регистра прерываний;
• без маскирования.

в) Управление передачей данных с помощью формирования и приёма/передачи коротких (однопакетных) сообщений, а также команд обмена и дескрипторов результата обмена.
В ячейке МБКБО реализованы протоколы обмена интерфейса быстрого канала БК-3М. Быстрый канал БК-3М предназначен для связи между устройствами, темп обмена которых или удаление между ними, превышает возможности интерфейса ОСТ 4Г 0.304.000-84. Интерфейс быстрого канала позволяет создавать как иерархические связи («канал-абонент»), так и связи одного уровня («канал-канал»).
Каждое из устройств, связанное через контроллер с одним или несколькими устройствами по каналу БК-3М, имеет по крайней мере две линии связи – передающую и приёмную. Передача в любой из линий всегда однонаправленная. БК-3М допускает два вида соединений. Первое, симметричное соединение («точка-точка») предполагает одинаковое число передатчиков и приёмников на каждой стороне. Устройство может иметь несколько быстрых каналов. Второе, несимметричное соединение («шлейф») предполагает на каждой стороне быстрого канала меньшее число передатчиков по отношению к числу приёмников. Любая из линий связи имеет только один передатчик и несколько приёмников. При двухточечном, симметричном соединении возможны, как полудуплексный, так и дуплексный режимы передачи. При шлейфовом соединении возможна как дуплексная передача между двумя или несколькими парами устройств, так и передача в режиме широковещания. Устройства, имеющие два или более быстрых канала, могут быть объединены в локальные сети, имеющие самую разнообразную структуру. Интерфейс БК-3М обеспечивает связь в этих сетях на канальном уровне.
В целях экономии линий связи и более полного использования частотных возможностей ВОЛС при передаче информации в быстром канале используется временное сжатие.
Данные передаются блоками (группами слов). Размер блока – 8 слов (32 информационных пакета) равен половине размера принимающего буфера. Передача данных идёт потоком с максимальной скоростью интерфейса.
Минимальный квант передаваемой информации – 2 пакета. Длина пакета – 20 бит, из них 16 информационных. Структура кода в линии определяется типом применяемых микросхем, формирующих последовательный код.
По уровню иерархии интерфейс позволяет организовать взаимодействие двух типов: «канал-абонент» и «канал-канал». Логика взаимодействия «канал-абонент» обеспечивает обмен с высокоскоростными внешними устройствами. Логика взаимодействия «канал-канал» обеспечивает обмен между двумя ВК (межкомплексный обмен МКО). По степени совмещения операций ввода-вывода в интерфейсе допускаются:

• Монопольный (селекторный) полудуплексный режим обмена;
• Блок-мультиплексный полудуплексный режим обмена;
• Дуплексный режим обмена (в основном для МКО).

Работа в монопольном или блок-мультиплексном режимах задаётся абонентом в соответствии с его техническими возможностями.

ПО

Поддерживается стандартный комплект программного обеспечения для платформы «Эльбрус».

Галерея