Асинхронный канал: протокол 1-из-N

[vak]

Главная фишка асинхронного дизайна - отсутствие тактирующего сигнала. Вместо глобального генератора синхроимпульсов используется локальный сигнал подтверждения и четырехфазовый протокол взаимодействия. Есть разные варианты протоколов, подробно описанные в умной книжке. Я здесь коротенько набросаю один их них.



Сигналы данных направлены от передатчика к приёмнику. Обычно один бит данных кодируется двумя сигналами (1-из-2). Иногда два бита кодируются четырьмя сигналами (1-из-4), это имеет свои преимущества.



Фаза 1: исходно сигналы данных равны нуль (состояние NULL). Подтверждение также равно нулю. Инициатива на стороне передатчика. Когда готов, передатчик выставляет один из сигналов данных в единицу (cостояние DATA).

Фаза 2: данные поступили на вход приёмника (cостояние DATA). Приёмник выставляет сигнал подтверждения.

Фаза 3: передатчик получил сигнал подтверждения и переводит сигналы данных обратно в состояние NULL.

Фаза 4: приёмник обнаружил состояние NULL на входе данных и сбрасывает сигнал подтверждения.

Здесь действуют два важных правила. В фазе 1 (когда ack=0) передатчик имеет право формировать на шине данных только положительные фронты. В фазе 3 (когда ack=1) допускаются только отрицательные фронты. При этих условиях синхронизация всегда устойчива, независимо от времени распространения сигнала и задержек на логических элементах.

Я обещал объяснить, почему так важны монотонные булевы функции. Всякие вычисления и прочие преобразования данных выполняются на фазе 1. Сигналы данных проходят через блок комбинационной логики. На вход поступают положительные фронты. Важно, чтобы на выходе тоже появлялись только положительные фронты, иначе собьётся синхронизация. Если комбинационную логику составлять только из монотонных функций, можно гарантировать, что отрицательных фронтов на выходе не будет.

Comments

[spamsink.livejournal.com]

С учетом того, что на входе могут быть только данные, представленные в виде 1-из-2 или 1-из-4, реально полезных монотонных функций остается всего ничего.

[andrey-yurin.livejournal.com]

А асинхронная логика в целом и асинхронные каналы связи в частности - они какие-то преимущества имеют перед синхронной?

[1500py470.livejournal.com]

А асинхронная тема тебя только сейчас заинтересовала или статьи Варшавского ещё во времена СССР читал?

[gouriev.livejournal.com]

но большая избыточность.

и эта... система монотонных функций неполна...
не любую функцию можно представить комбинацией монотонных. передача сигнала ОК, но не всякая
обработка реализуема.

или тоже разруливается за счет избыточного кодирования?

А в чём смысл смешения

[a-shen.livejournal.com]

данных и флагов готовности? почему бы передатчику и приёмнику не завести по флагу - и когда эти флаги разные, приёмник считывает данные - потом меняет флаг, а когда флаги одинаковые, передатчки помещает новые данные и меняет флаг? Чем это плохо - и вроде никакой монотонности не надо?

?

[mrupor]

"Здесь действуют два важных правила. В фазе 1 (когда ack=0) передатчик имеет право формировать на шине данных только положительные фронты. В фазе 3 (когда ack=1) допускаются только отрицательные фронты. При этих условиях синхронизация всегда устойчива,..."


на это есть доказательство? т.е. как этот принцип позволяет выяснить потерю синхронизации