Преобразователь интерфейса

Одной из самых острых и актуальных проблем в области систем связи на сегодняшний день является проблема совместимости различных видов устройств. Это понятно: существует море устройств различного вида и назначения, большое количество компаний, занимающихся их производством, разные стандарты, большей частью никак не совместимые между собой.Выходом из этой ситуации является преобразователи интерфейсов. Они служат для подключения устройств с интерфейсом RS-232/422/485 (систем сбора данных, регистраторов, контроллеров и др.) к последовательному COM-порту компьютера, для обеспечения гальванической развязки интерфейсов, для передачи данных в условиях электромагнитных помех и на большие расстояния. Для корректной совместной работы оборудования мало просто соединить порты, необходимо установить связь на программном уровне, что является более сложной задачей.

Разные стандарты устройств предусматривают передачу данных по различным технологиям.Унифицировать протоколы и привести передаваемые данные к единому виду с помощью преобразователя интерфейсов невозможно. Задача преобразователя – адаптировать вид данных, передаваемых между частями системы с различными протоколами для того, чтобы они были успешно приняты и расшифрованы элементом, использующим другой протокол. Преобразование пакетов передаваемых данных происходит на программном уровне. Помимо непосредственно изменения структуры передаваемых данных, программная составляющая преобразователя интерфейсов отвечает за определение типов протоколов, используемых в системе, и выбор алгоритма для их согласования.

Существуют различные типы преобразователей интерфейсов. Их классификация производится по следующим параметрам:

• Стандарт – определяет тип устройств и протоколов, для которых возможно выполнение преобразований;
• Скорость передачи информации – характеризует максимальное количество информации, передаваемой в системе за единицу времени;
• Допустимое расстояние передачи – максимальная удаленность узлов системы, между которыми может быть выполнена передача данных без потерь их целостности;
• Тип передаваемого сигнала – определяет, какой параметр системы будет нести информационную нагрузку;
• Линия передачи – вид среды, через которую будут передаваться пакеты информации;
• Количество приемников и драйверов;
• Схема соединения составных частей системы.

Преобразователи интерфейса – современное и эффективное средство расширения функциональности информационной системы, незаменимое в условиях отсутствия единого стандарта построения вычислительных систем и систем передачи данных.

Преобразователь (конвертор) интерфейсов (медиаконвертор) используется для обеспечения совместимости устройств с разными интерфейсами или изменения физического способа передачи информации.

Сложность преобразователя интерфейсов существенно зависит от количества уровней модели OSI и их функций, которые должны быть реализованы в преобразователе. В простейшем частном случае, когда требуется преобразовать RS-232 в RS-485, и интерфейс RS-232 работает в режиме программного управления потоком данных, возможна побитовая ретрансляция сигналов без изменения протокола даже физического уровня.

Однако в общем случае интерфейс RS-232 передает параллельно 10 сигналов, в то время как RS-485 - только два (Data+ и Data-), поэтому для полного преобразования интерфейса пришлось бы делать конвертирование между параллельным и последовательным форматом данных. Кроме того, RS-232 может работать в полнодуплексном режиме, а RS-485 - только в полудуплексном (при двухпроводной схеме подключения). Поэтому в общем случае преобразование интерфейсов невозможно без изменения протокола передачи данных и специального программного обеспечения для портов ввода-вывода.

Даже если преобразование выполняется без изменения параллельной формы представления информации в последовательную, как, например, в преобразователе RS-485 - CAN, может потребоваться выполнение одним из интерфейсов специфических для конкретной сети функций канального уровня (адресация, борьба за доступ к шине, отсылка сообщений об ошибках, обеспечение достоверности передачи и др.). Преобразователи интерфейсов не используют функции уровня приложений, поскольку в этом случае они переходят в разряд межсетевых шлюзов