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.