- •Глава 5 коммуникационные микроконтроллеры и системы на их основе
- •5.1. Общие понятия
- •5.1.1. Семиуровневая модель управления в сетях
- •5.1.2. Функции, реализуемые коммуникационным контроллером
- •5.1.3. Семейство коммуникационных микроконтроллеров мрс860
- •5.2. Организация коммуникационных процессорных модулей в кмк
- •5.2.1. Структура коммуникационного процессорного модуля
- •5.2.2. Контроллеры коммуникационных каналов scc
- •5.2.3. Контроллеры управления smc
- •5.2.4. Контроллеры дополнительных коммуникационных каналов
- •5.3. Поддержка протоколов в коммуникационных
- •5.3.1. Доступ к линиям т1/серт. Поддержка basic isdn
- •5.3.2. Виртуальные каналы и поддержка primary isdn
- •5.3.3. Работа в асинхронных каналах связи
- •5.3.4. Доступ к сетям с пакетной передачей (с протоколами х.25)
- •Алгоритмы работы сети. Процесс установления соединения
- •Процесс разъединения
- •Процесс передачи сообщения
- •5.3.5. Доступ к сетям ethernet
- •5.3.6. Протоколы, поддерживаемые на уровне загружаемого микрокода
5.1.2. Функции, реализуемые коммуникационным контроллером
Коммуникационные контроллеры позволяют подключать периферийное оборудование или компьютер к глобальным и локальным сетям. В основе коммуникационных контроллеров лежат коммуникационные каналы, которые настраиваются для работы на один из протоколов канального уровня, RISC-процессор, который управляет работой коммуникационных каналов, и физический интерфейс, который обеспечивает доступ к внешним транси-верам. Таким образом, коммуникационный контроллер реализует в полном объеме функции канального уровня управления и частично функции физического и сетевого уровней. На сетевом уровне в основном реализуется только одна функция - управление маршрутизацией пакетов по логическим каналам между машинами, но без оптимизации нагрузок по маршрутам. На физическом уровне контроллер выполняет подготовку данных к обмену и их кодирование, а адаптацию данных к конкретному кабелю и к конкретным электрическим сигналам выполняет внешний трансивер. Поскольку функции, которые связаны с непосредственным каналом связи (кабелем), реализуются внешней микросхемой трансивера это позволяет обеспечить более гибкое и универсальное использование коммуникационных контроллеров.
Отличительной особенностью коммуникационных МК является наличие в их составе специализированного скоростного коммуникационного сопроцессора с RISC-ядром, управляющего обменом данными по нескольким независимым каналам, поддерживающего практически все распространенные протоколы обмена и позволяющего гибко и эффективно распределять и обрабатывать последовательные потоки данных с временным разделением каналов (например, ИКМ и ISDN PRI). Среди многочисленных применений КМК можно выделить цифровые телефонные станции, абонентское и групповое оборудование ISDN, базовые станции сотовой связи, модемы, терминалы, мосты, маршрутизаторы, а также распределенные промышленные контроллеры и многие другие устройства.
Все КМК имеют похожую структуру, включающую центральный процессор (CPU), осуществляющий общее управление; коммуникационный процессорный модуль (СРМ), обрабатывающий последовательные данные, и модуль системной интеграции (SIM), упрощающий подключение памяти и внешних устройств. Обмен данными требует минимального участия CPU, функции которого сводятся, как правило, к обработке флагов окончания передачи и переустановке указателей - все остальные задачи по обработке протокола и управлению обменом автоматически выполняет интеллектуальный коммуникационный сопроцессор.
Функции, которые реализует физический интерфейс коммуникационных контроллеров:
• контроль за передачей потока битов;
• механизм кодирования битов;
• механизм передачи данных и способ синхронизации битов в канале,
• тип соединения: точка с точкой (point to point) или многоточечное (multipoint);
•тип мультиплексирования в канале связи: частотное, временное, статистическое временное;
•тип передачи (асинхронная или синхронная, дуплексная или полудуплексная).
Функции, которые реализуют внешние трансиверы:
•подключение, поддержание и разрыв физического соединения;
•определение параметров физического канала связи;
•формирование электрических сигналов;
•восстановление канала при отказах электрической цепи;
•определение параметров физической среды передачи: физическая топология сети (шина, кольцо, звезда, сетка); параметры аналоговых и цифровых сигналов (уровни напряжений, фронты сигналов, амплитуды сигналов, фазы, частоты);
•тип кабеля и способ передачи по нему (baseband - один канал в кабеле, broad-band -несколько передающих каналов в одном кабеле).
В результате коммуникационный контроллер объединяет в себе большинство аппаратных функции семиуровневой модели управления. Это позволяет коммуникационным контроллерам находить широкое применение в различных сетевых устройствах, начиная от простейших сетевых карт, которые можно запрограммировать на любой из сетевых протоколов канального уровня, и до мостов и маршрутизаторов, которые можно использовать для объединения различных глобальных сетей.