Доклад: Шини (Industrial Standard Architecture)

·     USB може забезпечити постачальникам периферії додаткову вигоду, за рахунок постачання нового обладнання для систем, що використовують технологію MMX™.

·     USB може допомогти постачальникам знизити їхньої витрати на розробки, що у свою чергу дозволить їм установлювати нові, більш конкурентноспроможн ціни.

Як багато USB-сумісних комп'ютерів можна  екати на ринку?

Компанія Dataquest вважає, що до 30 мільйонів USB-сумісних персональних комп'ютерів було продано протягом 1997, а в 1998-99 році, усі персональні комп'ютери будуть оснащені шиною USB.

Є чи вже пристрою для USB шини?

Персональні комп'ютери із шиною USB почали поставлятися на ринок ще в середині 1996 року, і перша хвиля периферії з підключенням через USB шину вже доступна користувачам.

Так само доступні технології, використовувані для розробки і створення USB систем, таких як конекторів, чипсетів і материнських плат.

Як може застосовуватися USB при наявності двох систем, наприклад ноутбука настільного комп'ютера?

Відповіддю є застосування маленького адаптера, що буде визначений як пристрій для кожної USB системи, що входить у з'єднання. Два USB контролери периферії з загальним буфером пам'яті буде найбільш оптимальним рішенням, вартість якого не повинна перевищити $50. Корпус адаптера може виглядати, як маленька крапля в середині кабелю або, може бути, невелике стовщення, розташоване на одному з його кінців. Кабель, подібний описаному, зможе виконувати так само і функції хаба, усього лише за невелику додаткову плату, а це вже набагато більш коштовний продукт.

Як можна порівняти USB зі стандартом Sony FireWire/IEEE 1394?

Основні відмінності складаються в област застосування, приступності і ціні. Використання USB доступно вже зараз для традиційних пристроїв, що підключаються до PC, таких, як клавіатури, миші, джойстики і ручні сканери. Проте, пропускна можливість USB у 12 Mb/хв більш ніж достатня для більшості застосувань її користувачами, включаючи більш просунут грові пристрої, високоякісний звук і стиснуте відео стандартів MPEG-1 MPEG-2. Але, що більш важливо, застосування USB не збільшує вартість готово системи в силу інтегрування контролера в чипсет.

FireWire буде доступна в найпростіших варіантах не раніше початку 1999. FireWire орієнтована на підключення до персонального комп'ютера побутової електроніки, що вимагає високої смуги пропущення, наприклад, цифрових камер, програвачів цифрових відеодисків і цифрових пристроїв запису.

Шина	Швидкість передачі даних	Топологія	Довжина сполучного кабелю	Підтримувані пристрої
USB	12 Мб/з	Зірка	5 м на сегмент	Периферія: пристрою введення, телекомунікаційне устаткування, принтери, аудио/відео пристрою
Firewire (IEEE P1394)	100 Мб/з	Дерево	4.5 м	Пристрою збереження даних і цифрова відеоелектроніка

Чи замінить FireWire шину USB після своєї появи?

Немає. Дві технології орієнтовані на підключення різних периферійних пристроїв і отже будуть доповнювати один одного. Якщо FireWire стане переважаючої, десь через рік, усі буде зависить від конкретного покупця і його вимог до свого нового комп'ютера. Здається цілком ймовірним, що в майбутньому персональні комп'ютери будуть одночасно оснащені сполучними портами шини USB і FireWire.

Що таке нтелектуальні питання власності (Intellectual Property - IP) у відношенні USB, чи ліцензія це, скільки вона коштує, що таке "Зворотний Договір"(Reciprocal Covenent Agreement) про яке я чув?

Використання USB вільно від авторського гонорару, тобто творці специфікації дозволяють кожному розробляти на її підстав продукцію без якої або плати за це. Розроблювачі специфікації шини підписали IP угоду, у якому обіцяється, що не буде ніякого судового переслідування по будь-якому включеному пункті в IP у межах специфікації. Зворотний Договір копією цієї угоди з можливістю для кожного, хто впроваджує шину USB, підписати цей договір і повернути його в адміністрацію USB-IF, для внесення запису про те, що угода прочитана і зрозуміле. Зворотний Договір доступний кожному (членам USB-IF чи ні) для роз'яснення ліцензійної угоди на USB.

Що таке специфікації OHCI і UHCI?

OHCI і UHCI, є специфікаціями, сумісними з USB, і описують нтерфейс різних апаратних реалізацій контролера, що вбудовується. Різноманіття в апаратну частину систем контролерів, що вбудовуються, є природним розвитком створюється в рамках специфікації USB.

Є чи можливість збільшити довжину з'єднання пристроїв через шину USB до 50-200 метрів (наприклад, використовуючи оптоволокно), якщо це знадобиться користувачам?

Периферійний інтерфейс USB призначений для настільних систем, а відстань у 200 метрів, схоже, відповідає дуже більшому столові. Багато компаній, що входять у співтовариство впровадження USB, уже довгий час обговорюють проблему застосування шини на великих відстанях думають про створення продуктів, що дозволили б зробити це можливим. Пристрій розширення виглядає як два хаба для шини USB, однак використовує інші протоколи (наприклад, для оптоволокна) між крапками з'єднання кабелю. На кожнім кінц електричний сигнал у USB повинний бути трансльований в або із сигналу для довгих відстаней. Для того, що б усе це стало можливим, необхідно вирішити питання, зв'язані з протоколом передачі пакетів даних і тимчасових затримок, що повинні бути сумісні і відповідати специфікації USB.

Коли пристрій відключений, його драйвер вивантажується з пам'яті, якщо знову підключити цей же пристрій, чи буде його драйвер знову завантажений?

Так, динамічне конфігурування й ініціалізація операційною системою містить у собі автоматичне завантаження і вивантаження з пам'яті драйверів, при виникненні необхідності.

Чи снують плани по збільшенню пропускної здатності шини USB удвічі, утроє?

Ні, шина USB була розроблена в якост периферійного інтерфейсу для настільних систем і має оптимальне співвідношення продуктивності і ціни на сьогоднішній день. Новий інтерфейс, такий як FireWire, для майбутніх високошвидкісних периферійних пристроїв, вже в стад впровадження.

Чи може хто-небудь роз'яснити різницю між з'єднувачами серії "A" "B"?

Конектори серії "A" розроблені для всіх пристроїв USB, і є розніманням для периферії і гніздом для персонального комп'ютера. У більшості випадків, кабель USB повинний бути убудований у периферійний пристрій. Це знижує вартість з'єднувачів, рятує від несумісності, можливої у випадку різного опору кабелів, і спрощує дії користувачів по підключенню. Однак у деяких випадках убудований кабель не можна використовувати. Гарним прикладом можуть служити дуже великі і важкі пристрої, що погано поєднувалися з тонким кабелем, якому не можна видалити, а так само пристрою, що підключаються тільки зрідка, що інтенсивно використовуються, коли не є підключеними. Для таких випадків і були створені конектори сер "B". Дві серії конекторів розрізняються зовні, це зроблено для запобігання з'єднань, які б могли порушити топологію архітектури USB.

У чому різниця між основним хабом і звичайним з погляду апаратної реалізац програмного забезпечення?

Усі хаби зовсім однакові з погляду програмного забезпечення (крім різниці, як пристроїв що мають живлення і не мають). Основний хаб (або кореневий), це просто перший хаб, виявлений при нумерації. У багатьох реалізаціях основний хаб може бути інтегрований у ту ж мікросхему, що й основний контролер, це дозволяє знизити вартість.

Чи можливо використання шини USB для підключення таких периферійних пристроїв, як CD-R, стрічкових нагромаджувачів або твердих дисків?

Можливість застосування заснована на прийнятност рівня продуктивності. Якщо якесь з цих пристроїв передбачається часто використовувати, то, звичайно пред'являються вимоги, що б воно було механічно нтегроване в систему і мало високу продуктивність, що знову ж відповіда рівневі системи в цілому. Шина USB не розроблялася для забезпечення постійного з'єднання високошвидкісних периферійних пристроїв усередині корпуса комп'ютера. Якщо пристрій використовується час від часу або підключається до різних комп'ютерів, тоді, продуктивність, забезпечувана шиною USB буде більш ніж достатньою. Зручності використання і підключення пристроїв, забезпечувані USB з лишком переважують параметри швидкості передачі даних. Але всі таки, USB забезпечує швидкість передачі на рівні 4x або 6x швидкісних приводів CD (чого недостатньо для перезаписуючих пристроїв), але при цьому кращу, чим забезпечують звичайні стрічкові нагромаджувачі, підключені через рівнобіжний порт, дисководи для гнучких магнітних дисків або знімні тверді диски типу SyQuest.

IEEE 1394 (Firewire) - нова послідовна шина

IEEE 1394 або Firewire - це послідовна високошвидкісна шина, призначена для обміну цифровою інформацією між комп'ютером і іншими електронними пристроями. Завдяки невисокій ціні і великій швидкості передачі даних ця шина стає новим стандартом шини введення-висновку для персонального комп'ютера. Її змінювана архітектура й однорангова топологія роблять Fireware ідеальним варіантом для підключення твердих дисків і пристроїв обробки аудіо- і відеоінформації. Ця шина також деально підходить для роботи мультімедійних додатків у реальному часі. У цьому матеріалі приведені деякі загальні зведення про стандарт IEEE 1394.

Навіщо потрібний новий інтерфейс

Насамперед, подивитеся на задню стінку свого комп'ютера. Там можна знайти безліч усяких рознімань: послідовний порт для модему, принтерний порт для принтера, рознімання для клавіатури, миші і монітора, SCSI-інтерфейс, призначений для підключення зовнішніх носіїв інформації і сканерів, рознімання для підключення аудіо і MIDI пристроїв, а також для пристроїв захоплення і роботи з відеозображеннями. Цей достаток збиває з користі користувачів і створю безладдя зі сполучних кабелів. Причому, нерідко виробники ноутбуків використовують і інші типи конекторів.

Новий нтерфейс покликаний позбавити користувачів від цієї мішанини і до того ж ма цілком цифровий інтерфейс. Таким чином, дані з компакт-дисків і цифрових магнітофонів зможуть передаватися без перекручувань, тому що в даний час ці дан спочатку конвертуються в аналоговий сигнал, а потім назад оцифровуються устроєм-одержувачем сигналу. Кабельне телебачення, радіомовлення і відео CD передають дані також у цифровому форматі.

Цифров пристрої генерують великі обсяги даних, необхідні для передачі якісної мультімедіа-інформації. Наприклад:

Високоякісне відео

Цифров дані = (30 frames / second) (640 x 480 pels) (24-bit color / pel) = 221 Mbps

Відео середньої якості

Цифров дані = (15 frames / second) (320 x 240 pels) (16-bit color / pel) = 18 Mbps

Високоякісне аудіо

Цифров дані = (44,100 audio samples / sec) (16-bit audio samples) (2 audio channels for stereo) = 1.4 Mbps

Аудио середньої якості

Цифров дані = (11,050 audio samples / sec) (8-bit audio samples) (1 audio channel for monaural) = 0.1 Mbps

Позначення Mbps - мегабит у хвунду.

Для рішення всіх цих проблем і високошвидкісної передачі даних була розроблена шина IEEE 1394 (Firewire).

IEEE 1394 - високошвидкісна послідовна шина

Стандарт підтримує пропускну здатність шини на рівнях 100, 200 і 400 Мбит/с. У залежності від можливостей підключених пристроїв одна пара пристроїв може обмінюватися сигналами на швидкості 100 Мбит/з, у той час як інша на тій же шині - на швидкості 400 Мбит/с. На початку наступного року будуть реалізован дві нові швидкості - 800 і 1600 Мбит/з, що в даний час пропонуються як розширення стандарту. Такі високі показники пропускної здатності послідовно шини практично виключають необхідність використання рівнобіжних шин, основною задачею яких стане передача потоків даних, наприклад незжатих відеосигналів, усередині комп'ютера.

Таким чином, Firewire задовольняє всім перерахованим вище вимогам, включаючи:

·     Цифровий інтерфейс - дозволяє передавати дані між цифровими пристроями без втрат інформації

·     Невеликий розмір - тонкий кабель заміняє купу громіздких проводів

·     Простота у використанні - відсутність термінаторів, дентифікаторів пристроїв або попередньої установки

·     Гаряче підключення - можливість переконфігурувати шину без вимикання комп'ютера

·     Невелика вартість для кінцевих користувачів

·     Різна швидкість передачі даних - 100, 200 і 400 Мбит/з

·     Гнучка топологія - рівноправність пристроїв, що допускає різн конфігурації

·     Висока швидкість - можливість обробки мультімедіа-сігналу в реальному часі

·     Відкрита архітектура - відсутність необхідності використання спеціального програмного забезпечення

Завдяки цьому шина IEEE 1394 може використовуватися з:

·     Комп'ютерами

·     Аудіо і відео мультімедійними пристроями

·     Принтерами і сканерами

·     Твердими дисками, масивами RAID

·     Цифровими відеокамерами і відеомагнітофонами

Найпростіша система для відеоконференцій, побудована на шині IEEE 1394, що використовує два 15 fps аудіо/відео каналу завантажить усього третю частину 100Mbps інтерфейсу 1394. Але, у принципі, для цієї задачі можливо і використання 400Mbps нтерфейсу.

Шість контактів FireWire приєднані до двох проводів, що йдуть до джерела харчування, двом крученим парам сигнальних проводів. Кожна кручена пара і весь кабель у цілому екрановані. Проводу харчування розраховані на струм до 1,5 А при напруз від 8 до 40 В, підтримують роботу всієї шини, навіть коли деякі пристро виключені. Вони також роблять непотрібними кабелі харчування в багатьох пристроях. Не дуже давно інженери Sony розробили ще більш тонкий чотирьох дротовий кабель, у якому відсутні проводу харчування. (Вони мають намір додати свою розробку до стандарту.) Цей так називане AV-рознімання буде зв'язувати невеликі пристрої, як "листи" з "гілками" 1394.

Гніздо рознімання має невеликі розміри. Ширина його складає 1/10 ширини гнізда рознімання SCSI, у нього лише шість контактів (у SCSI - 25 або 50 рознімань).

До того ж кабель 1394 тонкий - приблизно в три рази тонше, ніж кабель SCSI. Хврет отут простий - адже це послідовна шина. Усі дані посилаються послідовно, а не паралельно по різних проводах, як це робить шина SCSI.

Топологія

Стандарт 1394 визначає загальну структуру шини, а також протокол передачі даних і поділу носія. Деревоподібна структура шини завжди має "кореневе" пристрій, від якого відбувається розгалуження до логічного "вузлам", що знаходяться в інших фізичних пристроях.

Кореневий пристрій відповідає за визначені функції керування. Так, якщо це ПК, він може містити міст між шинами 1394 і PCI і виконувати деякі додаткові функції по керуванню шиною. Кореневий пристрій визначається під час ініціалізації і, будучи один раз обраним, залишається таким на увесь час підключення до шини.

Мережа 1394 може включати до 63 вузлів, кожний з яких має свій 6-розрядний фізичний дентифікаційний номер. Кілька мереж можуть бути з'єднані між собою мостами. Максимальна кількість з'єднаних шин у системі - 1023. При цьому кожна шина дентифікується окремим 10-розрядним номером. Таким чином, 16-розрядна адреса дозволяє мати до 64449 вузлів у системі. Оскільки розрядність адрес пристроїв 64 біта, а 16 з них використовуються для специфікації вузлів і мереж, залишається 48 біт для адресного простору, максимальний розмір якого 256 Терабайт (256х10244 байт) для кожного вузла.

Конструкція шини дивно проста. Пристрої можуть підключатися до будь-якого доступного порту (на кожнім пристрої звичайно 1 - 3 порти). Шина допускає "гаряче" підключення - з'єднання або роз'єднання при включеному харчуванні. Немає також необхідності в яких-небудь адресних перемикачах, оскільки відсутні електронні адреси. Щораз, коли вузол додається або вилучається з мережі, топологія шини автоматично переконфігурується відповідно до шинного протоколу.

Однак кілька обмежень. Між будь-якими двома вузлами може існувати не більше 16 мережних сегментів, а в результаті з'єднання пристроїв не повинні утворюватися петлі. До того ж для підтримки якості сигналів довжина стандартного кабелю, що з'єднує два вузли, не повинний перевищувати 4,5 м.

Протокол

Інтерфейс дозволяє здійснювати два типи передачі даних: синхронний і асинхронний. При асинхронному методі одержувач підтверджує одержання даних, а синхронна передача гарантує доставку даних у необхідному обсязі, що особливо важливо для мультімедійних додатків.

Протокол IEEE 1394 реалізує три нижніх рівні еталонної моделі Міжнародної організації по стандартизації OSI: фізичний, канальний і мережний. Крім того, існу "менеджер шини", якому доступні всі три рівні. На фізичному рівн забезпечується електричне і механічне з'єднання з конектором, на інших рівнях - з'єднання з прикладною програмою.

На фізичному рівні здійснюється передача й одержання даних, виконуються арбітражн функції - для того щоб усі пристрої, підключені до шини Firewire, мали рівн права доступу.

На канальному рівні забезпечується надійна передача даних через фізичний канал, здійснюється обслуговування двох типів доставки пакетів - синхронного й асинхронного.

На мережному рівн підтримується асинхронний протокол запису, читання і блокування команд, забезпечуючи передачу даних від відправника до одержувача і читання отриманих даних. Блокування поєднує функції команд запису/читання і роблять маршрутизацію даних між відправником і одержувачем в обох напрямках.

"Менеджер шини" забезпечує загальне керування її конфігурацією, виконуючи наступн дії: оптимізацію арбітражної синхронізації, керування споживанням електрично енергії пристроями, підключеними до шини, призначення ведучого пристрою в циклі, присвоєння ідентифікатора синхронного каналу і повідомлення про помилки.

Щоб передати дані, пристрій спочатку запитує контроль над фізичним рівнем. При асинхронній передачі в пакеті, крім даних, утримуються адреси відправника й одержувача. Якщо одержувач приймає пакет, то підтвердження повертається відправникові. Для поліпшення продуктивності відправник може здійснювати до 64 транзакцій, не чекаючи обробки. Якщо повернуто негативне підтвердження, то відбувається повторна передача пакета.

У випадку синхронно передачі відправник просить надати синхронний канал, що має смугу частот, що відповідає його потребам. Ідентифікатор синхронного каналу передається разом з даними пакета. Одержувач перевіряє ідентифікатор каналу і приймає тільки т дані, що мають визначений ідентифікатор. Кількість каналів і смуга частот для кожного залежать від додатка користувача. Може бути організоване до 64 синхронних каналів.

Шина конфігурується таким чином, щоб передача кадру починалася під час інтервалу синхронізації. На початку кадру розташовується індикатор початку і дал послідовно в часі випливають синхронні канали 1, 2... На малюнку зображений кадр із двома синхронними каналами й одним асинхронним

Час, що залишився, у кадрі використовується для асинхронної передачі. У випадку встановлення для кожного синхронного каналу вікна в кадрі шина гаранту необхідну для передачі смугу частот і успішну доставку даних.

Резюме

Таким чином, у швидкому майбутньому, на задній панелі комп'ютера можна буде побачити виходи лише двох послідовних шин: USB для низько швидкісних застосувань і Firewire - для високошвидкісних. Причому шлях у життя в шини IEEE 1394 відбудеться набагато швидше, ніж у USB. У цьому випадку виробники програмних продуктів і апаратури діють спільно. Уже зараз доступні різні види пристроїв із шиною Firewire, підтримка цієї шини буде убудована в операційну систему Windows 98 і в найближчому майбутньому ведучі виробники чипсетів для PC умонтують підтримку цієї шини у свої продукти. Так що 1999 рік стане роком Firewire.

(Intelligent Input/Output)

I2O (Intelligent Input/Output) - специфікація, що визначає стандартну архітектуру нтелектуального введення/висновку, що не залежить від специфічних пристроїв операційної системи. Специфікація I2O покликана вирішити дві ключов проблеми:

·     Зайнятість процесора операціями введення-висновку

·     Необхідність у розробці драйверів для кожного пристрою і для кожної операційної системи

Суть архітектури I2O полягає в обробці низькорівневих переривань уведення-висновку, що надходять від пристроїв, не центральним процесором (CPU), а спеціалізованим процесором уведення-висновку (IOP), розробленим спеціально для цієї мети. В даний момент ця задача вирішується застосуванням RISC-процесора i960, що працює на частоті 66 МГц з своєю власною пам'яттю, обсягом до 64 МБ. За підтримкою обміну повідомленнями між декількома процесорами, архітектура I2O розвантажує центральний процесор і дозволяє виконання задач, що вимагають інтенсивного введення-висновку і широкої смуги пропущення, наприклад відео-додатків або роботи в середовищі клієнт-сервер. Застосування I2O не обмежен вона може бути використана як в одно-процесорних, так і багатопроцесорних кластерных системах.

Специфікація I2O визначає розбивку драйвера пристрою на двох частин: Ос-ос-залежного й апаратно-залежного модуля, створеного для конкретного пристрою. Ці модул працюють автономно і можуть виконувати задачі незалежно. В даний час підтримка I2O забезпечується в NetWare 4, Windows NT Server 5.0 і UnixWare. Таким чином, технологія з розбивкою драйвера, зменшує загальне число необхідних драйверів: виробники операційних систем пишуть по одному драйвері на кожен клас пристроїв, наприклад дискові контролери, а виробники устаткування - по одному драйвері на кожен свій пристрій, що може бути використаний з будь-якою операційною системою підтримуючий I2O.

Одна з цілей створення відкритої архітектури I2O - забезпечення можливості легкого підключення пристроїв і написання драйверів, що розширю можливості для створення нових систем.

Короткий огляд

Дв частини драйвера I2O пристрою являють собою Operating System Services Module (OSM), модуль обслуговування операційної системи, що забезпечує інтерфейс із нею і Hardware Device Module (HDM), модуль пристрою, що забезпечує керування устаткуванням. OSM працює з зовнішнім пристроєм за допомогою HDM. Спілкування між цими модулями відбувається на двох рівнях - рівні повідомлень, на якому відбувається встановлення зв'язку транспортному рівні, що визначає способи поділу інформації. Як і в більшості протоколів зв'язку, рівень повідомлень базується на транспортному рівні.

Модель зв'язку I2O, у комбінації із середовищем виконання і конфігураційним нтерфейсом, забезпечує незалежний інтерфейс із HDM. Модулі здатні зв'язатися один з одним без знання архітектури шини або топології системи. Передан повідомлення формують якийсь метаязык, що не залежить від апаратної реалізації. Уся ця технологія сильно нагадує мережу TCP/IP. Така реалізація I2O, крім всього іншого, забезпечує мобільність пристроїв уведення-висновку.

Модель зв'язку I2O

Модель зв'язку для I2O - це система обміну повідомленнями. Коли OSM одержу запит від операційної системи, він транслює його в запит I2O передає його HDM для обробки. Після обробки запиту, HDM повертає результат назад OSM, посилаючи повідомлення за допомогою рівня повідомлень I2O. Далі результат передається операційній системі, як від будь-якого іншого драйвера пристрою.

Рівень повідомлень

Рівень повідомлень визначає відкритий, стандартний і абстрактний механізм для зв'язку між сервісними модулями, забезпечуючи основу для інтелектуального введення - висновку. Цей рівень, керуючи пересиланням усіх запитів, а також забезпечуючи функціонування API (Application Programming Interface), зв'язує модель драйверів I2O.

Рівень повідомлень складається з трьох основних компонентів: дескриптора повідомлення, сервісної програми повідомлення (Message Service Routine - MSR), черги повідомлень. Дескриптор власне кажучи є адресою ресурсу, до якого йде звертання. Для кожного повідомлення, що проходить на рівні повідомлень створюється свій дескриптор. Черга повідомлень організується між передавальним приймальням пристроями.

Коли драйвер формує повідомлення, воно міститься в чергу і для його обробки активізується MSR. Повідомлення містить двох частин - заголовок і тіло. Заголовок містить тип повідомлення й адреса його відправника.

I2O базується на черзі між MSR і відправником. Ініціатор запиту і сервісний модуль обслуговуються IOP. I2O визначає також формат пам'яті, необхідно для функціонування технології, що не залежить від організації операційно системи.

Модуль обслуговування операційної системи - OSM

OSM забезпечує інтерфейс між операційною системою і рівнем повідомлень I2O. У використовуваній моделі драйверів, OSM являє собою ту частину драйвера, що забезпечує інтерфейс між системно-залежним API і абстрактним форматом повідомлень, що посилаються в HDM для обробки. OSM залежать від операційних систем і створюються їх розроблювачами.

OSM переводить повідомлення операційної системи у формат, що може бути зрозумілий HDM. Передача інформації назад, від HDM до операційної системи реалізується також через OSM за допомогою рівня повідомлень I2O.

Один OSM може обслуговувати множинні HDM. Завдяки існуванню дескрипторів на рівн повідомлень, OSM має можливість розсилати свої повідомлення багатьом адресатам, а також організовувати пересилання інформації між ними.

Апаратний модуль пристрою - HDM

HDM - низкорівневий модуль у середовищі I2O. HDM являє собою аппартнозалежну частину драйвера, що забезпечує взаємодія з контролером або безпосередньо пристроєм. Можна провести аналогію між HDM і апаратно залежною частиною драйвера мережі або драйвером SCSI у тім виді, у якому він існує сьогодні. Кожен HDM унікальний для кожного конкретного пристрою і виробника. Він підтримує всі низько-рівневі операції пристрою, такі як синхронні й асинхронн запити, а також транзакції керовані подіями.

HDM оточений середовищем I2O, що ізолює його від спілкування з операційною системою і шинними протоколами. Таким чином, один HDM може бути використаний не тільки з різними операційними системами, але навіть з різними платформами. HDM пишеться виробником пристрою і звичайно прошивається в адаптер.

Системне середовище

Модель I2O може бути застосована в будь-яких умовах - як і в одно процесорних, так і багатопроцесорних системах.

Інтерфейси OSM і HDM входять в основний API I2O. Середовище виконання OSM залежать від операційної системи, що впливає на реалізацію деяких функцій API. У задачі OSM входить реалізація зв'язку між API, використовуваного операційною системою, і HDM, керуючим пристроєм.

Крім основних функцій у API HDM може бути введений додатковий набір команд. Цей набір необхідний для прямого спілкування операційної системи з HDM застосовується при її завантаженні для ініціалізації ядра. Приблизно це реалізується в основних багатозадачних середовищах. Однак цей додатковий набір також є єдиним для всіх пристроїв одного класу. Так що технологія I2O не несе в собі ніяких обмежень для області її використання.

Реалізація архітектури I2O

Гнучка, відкрита архітектура I2O надає розроблювачам різні варіанти для реалізації. Основні три підходи наступні:

·     Установка IOP на материнську плату. IOP установлюється на материнську плату і використовується при інтелектуальному введенні-висновку. У цьому випадку IOP використовується в якості стандартного PCI Bridge і дода "інтелектуальності" до шини PCI

·     Установка IOP на додатковій платі розширення. Інтелектуальний контролер I2O інсталюється як, наприклад, звичайна мережна карта

·     Установка опціональної плати розширення з IOP у спеціалізований слот на материнській платі. Цей процесор буде функціонувати з усіма пристроями, що вимагають інтелектуальний уведення-висновок

Практика використання I2O

Пристрою, сумісні з технологією I2O будуть маркіруватися виробниками як "I2O ready". Однак в одній системі можна буде застосовувати, як і I2O пристрою, так і звичайні, не інтелектуальні пристрої. Це дозволить організувати легкий перехід до нової архітектури. Тим більше вартість материнської плати з IOP зросте максимум на $10-15.

Очікується, що в зв'язку з уведенням додаткових пристроїв (IOP) і розбивки драйвера на частини, швидкість обміну інформацією може упасти. У принципі, ця думка виправдана. Однак, у зв'язку з тим що по-перше спрощується задача написання драйверів, а по-друге розвантажується центральний процесор, загальна ефективність системи повинна зрости. Приклад подібного росту ефективності - застосування IDE Bus Master драйверів.

Упровадження технології інтелектуального введення-висновку повинне відбутися найближчим часом, тим більше що ведучі виробники материнських плат уже представили сво вироби з установленим на борті IOP i960, єдиним на дійсний час процесором для реалізації I2O. Перший час I2O буде використовуватися в серверах, однак у найближчому майбутньому може поширитися і на домашні системи.

Висновок

Таким чином, I2O пропонує новий підхід до організації інтелектуального введення-висновку, спрощуючи життя, як розроблювачем пристроїв, так виробникам операційних систем завдяки поділові функцій драйверів. Крім того, I2O покликана реалізувати нову високопродуктивну концепцію високопродуктивного платформено-незалежного інтелектуального введення-висновку. Відкритість цього стандарту дозволяє легко перейти від сьогоднішніх реалій у світ нтелектуального обміну інформацією.

[1] Контакт В8 по-разному использовался в ХТ и АТ. Для обеспечения совместимости IBM XT со специфической системой под названием 3270 РС, восьмой (ближайший к блоку питания) слот расширения ХТ был особенным. В него можно было устанавливать лишь платы, выдающие на контакт В8 сигнал "выбор платы" или, как его еще называют, "сигнал J8" - например, плату клавиатуры/таймера от 3270 РС. К этим платам, кроме того, предъявлялись другие требования по синхронизации. В IBM AT такую хитрую совместимость обеспечивать не стали, а контакт В8 приспособили для подачи сигнала NOWS - No Wait State