Организация мультиплексных каналов межмодульного обмена требует наличия специализированной аппаратуры, обеспечивающей как передачу аналоговых сигналов по ЛПИ, так и выполнение определенных действий над информацией, представленной в цифровой форме. Электронный модуль, необходимый для сопряжения линии передачи информации с подсистемой, называют терминалом МК. Этот модуль может быть выполнен в виде отдельного блока или встраиваться в подсистему. В зависимости от типа под-системы и ее назначения терминал может выполнять различный набор функций и работать в различных режимах. По определению стандарта существует три типа терминалов: контроллер канала; монитор; оконечное устройство.
Контроллером канала называется терминал, работающий в качестве инициатора передач (сообщений) информации по каналу. Монитором является терминал, способный принимать поток данных, поступающих из МК, и извлекать определенную информацию, предназначенную для последующего использования. Оконечное устройство определяется как терминал, не работающий как контроллер или монитор. Оно запускается по получении командного слова, принимаемого от контроллера, если адрес терминала совпадает с адресной частью команды. На все команды, за исключением групповых, ОУ отвечает ответным словом (см. рис. 2.7).
Очевидно, что универсальный терминальный блок может использоваться в любом из трех режимов. Возможно использование терминалов, способных работать только в одном или двух режимах.
В процессе функционирования МК возможен переход из одного режима в другой. Например, «интеллектуальная» подсистема может работать с ОУ или монитором в случае нормального функционирования системы и способна принять на себя управление каналом при обнаружении отказа основного контроллера. Другим примером могут служить распределенные системы обработки данных, использующие принцип динамического управления каналом.
Обобщенная структурная схема терминала МК (рис. 2.9) состоит из аналогового блока приема/передачи, блока обработки бита/слова, блока обработки слова/сообщения (контроллер протокола) и блока связи с подсистемой.



Аналоговый блок приема/передачи необходим для сопряжения цифровой логики с ЛПИ. Даже при генерации в цифровой форме выходного сигнала передаваемая по ЛПИ информация будет иметь форму, близкую к искаженной синусоиде. Аналоговый блок приема осуществляет фильтрацию принимаемого сигнала от высокочастотного шума. Пороговый детектор обеспечивает подавление низкоуровневого шума и формирование уровня сигнала, используемого в цифровых схемах. Аналоговый блок передачи обеспечивает необходимые для передачи по информационному каналу параметры сигналов. Для исключения возможной неуправляемой генерации в МК предусматривается функция блокировки передатчика после определенного времени непрерывной передачи.
Блок обработки бита/слова необходим для выполнения действий над разрядами и словами потока информации, передаваемыми в МК и принимаемыми из него. Иногда этот блок называют кодером-декодером манчестерского кода. Приемная (декодерная) часть блока осуществляет побитный прием поступающей информации и дешифрует ее, используя для измерения временных интервалов генератор синхроимпульсов. Декодер осуществляет распознавание типа синхроимпульса и идентифицирует командные и информационные слова. Отличные от синхросигнала биты контролируются для подтверждения того, что сигнал находится в соответствии с манчестерской (бифазной) кодировкой. Контролируется число битов в слове и четность. Кодерная, или передающая, часть блока содержит логику формирования командного (ответного) и информационного слова, включая генерацию синхросигнала и разряда четности.
Функции блока обработки слова не зависят от назначения битов полярности синхросигнала, последовательности слов и пауз между сообщениями или словами. Зачастую в функции аппаратно реализованного блока бита/слова входят последовательно-параллельные, параллельно-последовательные преобразования и селекция адреса устройства в МК, что позволяет совместно с аналоговым блоком приема/передачи создавать необходимый минимум для организации терминала.
Блок обработки слова/сообщения предназначен для контроля посылок, передаваемых в МК, и управления работой терминала. Информационное содержание слов, связанных со всем сообщением, декодируется и используется для управления потоком информации между терминалом и подсистемой. В зависимости от режима работы терминал может выполнять различный объем задач. При работе в качестве ОУ в перечень выполняемых функций входит дешифрация и маскирование командного слова, выполнение команд режима управления, предназначенных для аппаратуры терминала, подсчет числа передаваемых или принимаемых слов, формирование слова состояния, контроль обусловленных пауз и временных интервалов, управление передачей и приемом данных.
Терминал, работающий в режиме монитора, будет принимать сообщения, адресная часть которых соответствует одному из заранее запрограммированных наборов адресных кодов. Работая в режиме контроллера, терминал должен помимо инициации обмена в канале и контроля формата сообщения осуществлять контроль адресной части ответных слов и определять отсутствие передачи ответного слова.
Блок связи с подсистемой организует принятый в устройстве принцип обмена данными между подсистемой и терминалом. В зависимости от задач, решаемых аппаратурой терминала, интерфейс может быть реализован через простой асинхронный обмен данными по параллельной шине или включать в себя процедуры прерывания управляющего процессора, прямой доступ в системную память и буферизацию сообщений.
На рис. 2.10 приведена классификация возможных реализации терминалов МК по функциональным и архитектурным признакам с учетом имеющихся отечественных и зарубежных разработок. В данной классификации рассматриваются только аппаратные средства терминалов. Следует отметить, что часть рассмотренных функций может быть реализована программно с помощью универсальных вычислителей. Из приведенной классификации следует, что архитектура терминала в значительной степени зависит от принятых в системе принципов резервирования ЛПИ и оборудования терминалов.
В некоторых случаях определенную трудность вызывает вопрос функционального и физического деления аппаратуры на терминал и подсистему. Если терминал является отдельным быстросменным блоком (БСБ) и реализует все функции, неопределенности нет, так как функциональное деление совпадает с физическим. Связь терминал—подсистема становится более неопределенной, если терминал входит в состав элементов подсистемы. В этом случае трудно провести границу их физического деления. Например, если терминал встраивается в ЭВМ общего назначения, функции аналогового блока и блока обработки слова могут быть реализованы аппаратно в виде отдельных интерфейсных плат ЭВМ, а обработка сообщения может осуществляться универсальными вычислительными средствами и являться частью программного обеспечения.



По определению терминал должен осуществлять сопряжение ЛПИ с подсистемой и поскольку он реализует эту задачу только в том случае, когда выполняются все необходимые функции, часть основного программного обеспечения может стать частью терминала. Физическое деление в этом случае становится невозможным. Такая ситуация является довольно распространенной для реальной мультиплексной аппаратуры. Независимо от того является ли интерфейс стандартной или заказной конструкцией, некоторые функции терминала почти всегда размещены в подсистеме пользователя. При рассмотрении реальных примеров аппаратных средств с точки зрения данных здесь определений, необходимо четко разделять физический интерфейс, связывающий аппаратные средства с подсистемой, от функционального интерфейса, который может оказаться нереализуемым.
Обобщенный терминал, изображенный на рис. 2.9, включает все функциональные элементы независимо от того, размещены они в интерфейсных аппаратных средствах или в подсистеме. Таким образом, можно сказать, что физический интерфейс отделяет функциональные элементы, содержащиеся в пределах интерфейсных аппаратных средств, от функциональных элементов, содержащихся в пределах подсистемы. В дальнейшем, при описании функционирования терминала, будет подразумеваться функционально полное устройство, а приводимые примеры конкретных устройств будут рассматриваться как интерфейсная аппаратура, а не как терминал.