Ji°φ Peterka

Pot°ebujeme-li propojit mezi sebou urΦit² poΦet objekt∙, m∙₧eme pro toto propojenφ zvolit r∙znΘ strategie, nap°φklad:

• propojenφ do hv∞zdy (star), kdy jeden objekt mß postavenφ centra, ze kterΘho vedou dvoubodovΘ spoje ke vÜem ostatnφm objekt∙m (pak jde o tzv. hv∞zdicovou topologii, star topology),
• propojenφ do kruhu, kdy jsou jednotlivΘ objekty vzßjemn∞ propojovßny po dvojicφch a tyto dvoubodovΘ spoje na sebe navazujφ a vytvß°φ kruh (kruhovß topologie, ring topology),
• propojenφ do stromu, kdy jsou jednotlivΘ objekty op∞t propojovßny po dvojicφch a jejich dvoubodovΘ spoje vytvß°φ hrany stromu (tzv. stromovß Φi stromovitß topologie, tree topology),
• propojenφ do sb∞rnice, kdy jsou vÜechny objekty p°ipojeny na jeden vφcebodov² spoj (tzv. sb∞rnicovß topologie, bus topology).

Ka₧dß z t∞chto strategiφ dßvß v²slednΘmu celku urΦitou konkrΘtnφ topologii, kterß pak svou samotnou podstatou determinuje i mo₧n² zp∙sob komunikace dvou ·Φastnφk∙. Nap°φklad p°i hv∞zdicovΘ topologii mohou dva objekty komunikovat pouze prost°ednictvφm centrßlnφho objektu, resp. veÜkerß jejich komunikace musφ prochßzet p°es tento centrßlnφ objekt. V p°φpad∞ kruhovΘ topologie musφ dokonce prochßzet vÜemi objekty, kterΘ le₧φ na obvodu kruhu mezi ob∞ma komunikujφcφmi objekty, stejn∞ tak pro stromovou topologii.

Nßs vÜak bude zajφmat topologie sb∞rnicovß - jejφm charakteristick²m rysem je to, ₧e ka₧dΘmu objektu umo₧≥uje p°φmΘ spojenφ s kter²mkoli jin²m objektem p°ipojen²m na tent²₧ vφcebodov² spoj. To samoz°ejm∞ platφ pro r∙znΘ ·rovn∞, na kter²ch m∙₧e b²t sb∞rnicovß topologie propojenφ pou₧ita - a¥ ji₧ jde o propojenφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙ v sφti, o vzßjemnΘ propojenφ rozÜi°ujφcφch desek a systΘmovΘ desky v rßmci jednoho poΦφtaΦe, o vzßjemnΘ propojenφ jednotliv²ch integrovan²ch obvod∙ v rßmci systΘmovΘ desky, o propojenφ jednotliv²ch logick²ch Φlen∙ v rßmci integrovanΘho obvodu apod.

Mo₧nost p°φmΘho spojenφ je dßna prßv∞ vφcebodov²m charakterem spoje, na kter² jsou vÜechny objekty napojeny a kter² vlastn∞ spoleΦn∞ sdφlejφ. Tento vφcebodov² spoj je sßm o sob∞ oznaΦovßn jako sb∞rnice (bus).

Sdφlen² charakter sb∞rnice mß i n∞kterΘ dalÜφ v²znamnΘ d∙sledky. Nap°φklad ten, ₧e krom∞ komunikace mezi jednφm zdrojem a jednφm p°φjemcem umo₧≥uje sb∞rnice i p°enos od jednoho zdroje k vφce p°φjemc∙m souΦasn∞. Nikoli vÜak, a to je velmi podstatnΘ, mezi vφce zdroji a vφce p°φjemci souΦasn∞. Sb∞rnici je mo₧nΘ si p°edstavit jako potrubφ, kter²m m∙₧e proudit tekutina. Dodßvat ji do potrubφ m∙₧e v₧dy jen jeden zdroj, potrubφ vÜak tuto tekutinu rozvßdφ souΦasn∞ ke vÜem odb∞ratel∙m, kte°φ jsou na n∞j p°ipojeni. Ti se pak mohou sami individußln∞ rozhodnout, zda budou tekutinu odebφrat, Φi nikoli. ProblΘm by ovÜem nastal v p°φpad∞, kdyby se do potrubφ vpouÜt∞ly dv∞ r∙znΘ tekutiny ze dvou r∙zn²ch zdroj∙ - v lepÜφm p°φpad∞ by doÜlo jen k jejich promφchßnφ, v horÜφm k prasknutφ potrubφ v d∙sledku p°φliÜ velkΘho tlaku. I v tomto sm∞ru analogie s potrubφm dob°e odpovφdß realit∞: u skuteΦnΘ sb∞rnice by takΘ doÜlo k promφchßnφ r∙zn²ch signßl∙ (nap°. k logickΘmu souΦinu Φi souΦtu jednotliv²ch bit∙), a v n∞kter²ch p °φpadech by mohlo dojφt dokonce k fyzickΘmu poÜkozenφ (p°etφ₧enφm tzv. budiΦ∙ sb∞rnic neboli obvod∙, kterΘ generujφ signßly vysφlanΘ na sb∞rnici).

Ka₧dß sb∞rnice tedy musφ n∞jak²m zp∙sobem regulovat vysφlßnφ, resp. urΦovat, kdo a kdy se smφ dostat do postavenφ vysφlajφcφho zdroje Φi odesilatele, a °eÜit p°φpadnΘ konflikty, kdyby o vysφlßnφ usilovalo vφce zßjemc∙ souΦasn∞. P°φsluÜnß opat°enφ Φi regulaΦnφ mechanismy p°itom mohou mφt preventivnφ charakter a nep°ipouÜt∞t jakΘkoli konflikty, nebo je naopak p°ipouÜt∞t a °eÜit je a₧ v okam₧iku, kdy k nim skuteΦn∞ dojde (samoz°ejm∞ pokud sb∞rnice jako takovß p°φpadnΘ konflikty "snßÜφ"). KonkrΘtnφ °eÜenφ je ovÜem zßvislΘ na tom, o jakou sb∞rnici se jednß, a jak² druh objekt∙ propojuje.

Se sb∞rnicovou topologiφ se m∙₧eme setkat nap°φklad u lokßlnφch sφtφ typu Ethernet. Zde je vlastnφ sb∞rnicφ (vφcebodov²m spojem) koaxißlnφ kabel, na kter² jsou jednotlivΘ stanice p°ipojovßny. Pravidlo, konvence Φi princip, kter² v lokßlnφch sφtφch sb∞rnicovΘho typu zajiÜ¥uje korektnφ p°φstup k p°enosovΘmu mΘdiu (tj. ke sb∞rnici), se obecn∞ oznaΦuje jako p°φstupovß metoda (access method). KonkrΘtn∞ u sφtφ typu Ethernet jde o p°φstupovou metodu oznaΦovanou zkratkou CSMA/CD. Je natolik zajφmavß, ₧e si zaslou₧φ samostatn² dφl tΘto rubriky. Existuje vÜak celß °ada dalÜφch p°φstupov²ch metod, zalo₧en²ch na r∙zn²ch myÜlenkßch, principech i technikßch.

Pod pojmem sb∞rnice (bus) se vÜak nejΦast∞ji rozumφ tzv. systΘmovΘ sb∞rnice, kterΘ propojujφ procesor, operaΦnφ pam∞¥ a r∙znß vstupn∞-v²stupnφ za°φzenφ. Tyto systΘmovΘ sb∞rnice se Φasto rozd∞lujφ na adresovou, datovou a °φdicφ Φßst, resp. na adresovou, datovou a °φdicφ sb∞rnici, podle toho, jakß data jsou po nich p°enßÜena. Adresovß sb∞rnice tedy rozvßdφ adresy od procesoru do operaΦnφ pam∞ti a vstupn∞-v²stupnφch za°φzenφ (a tudφ₧ m∙₧e b²t jednosm∞rnß), zatφmco datovß sb∞rnice musφ b²t obousm∞rnß, nebo¥ slou₧φ k p°enosu dat z mikroprocesoru, pam∞ti a V/V za°φzenφ, ale i naopak. Jako °φdicφ sb∞rnice se pak obvykle oznaΦuje konglomerßt jednotliv²ch °φdφcφch a stavov²ch signßl∙ (Φi skupin takov²chto signßl∙), z nich₧ n∞kterΘ jsou z pohledu procesoru vstupnφ, jinΘ v²stupnφ a n∞kterΘ obousm∞rnΘ.

U systΘmov²ch sb∞rnic se regulace p°φstupu °eÜφ r∙zn²mi zp∙soby. O jednΘ mo₧nosti jsme se ji₧ zmφnili v souvislosti s °adiΦi DMA (viz CW 93/25), kdy o p°φstupu ke sb∞rnicφm (ve smyslu prßva vysφlat data na sb∞rnici) rozhoduje procesor a °adiΦ DMA se na n∞j obracφ zvlßÜtnφm signßlem (nebo mu sb∞rnice na chvφli doslova "ukradne", viz CW 93/26). DalÜφ mo₧nost poΦφtß s tφm, ₧e procesor nebude jedin²m pßnem, kter² rozhoduje o p°φstupu ke sb∞rnicφm, ale ₧e takov²chto pßn∙ (masters) bude existovat vφce (nap°φklad vφce procesor∙, nebo jeden procesor a jinΘ autonomnφ obvody, nap°. V/V procesory, kanßly apod.) a tito pßni si budou prßvo °φzenφ sb∞rnic mezi sebou p°edßvat. Op∞t ale k tomu budou pot°ebovat vhodnΘ signßly, kterΘ budou nejspφÜe souΦßstφ °φdicφ sb∞rnice.

Pro samotnou °φdicφ sb∞rnici je vÜak nutnΘ pou₧φt principißln∞ odliÜn² p°φstup - jestli₧e ona mß b²t prost°ednφkem p°i rozhodovßnφ o p°φstupu k datovΘ a adresovΘ sb∞rnici, kdo bude rozhodovat o p°φstupu k °φdicφ sb∞rnici? V p°φpad∞ °φdicφ sb∞rnice se proto obvykle pou₧φvß takovΘ technickΘ °eÜenφ, kterΘ p°ipouÜtφ souΦasn² p°φstup, resp. souΦasnΘ vysφlßnφ jednoho a tΘho₧ °φdicφho signßlu vφce zdroji. Jde o tzv. zapojenφ s otev°en²m kolektorem, kterΘ ze vÜech souΦasn∞ vysφlan²ch signßl∙ vytvß°φ logick² souΦet (resp. souΦin, podle toho, zda jde o kladnou, nebo zßpornou logiku). Ale o tom si zase povφme a₧ n∞kdy p°φÜt∞.