Architektura Systemów Komputerowych. Transmisja szeregowa danych Standardy magistral szeregowych

Transkrypt

1 Architektura Systemów Komputerowych Transmisja szeregowa danych Standardy magistral szeregowych 1

2 Transmisja szeregowa Idea transmisji szeregowej synchronicznej DOUT Rejestr przesuwny DIN CLK DIN Rejestr przesuwny DOUT CLK Generator Zegarowy CLK CLK DANE t 2

3 Transmisja szeregowa Idea transmisji szeregowej asynchronicznej DOUT DIN Rejestr przesuwny Rejestr przesuwny DIN CLK DOUT CLK Generator Zegarowy CLK1 f clk1 =f clk2 Generator Zegarowy CLK2 3

4 Transmisja szeregowa Ramka danych w transmisji szeregowej asynchronicznej u 1 0 START b 0 b 1 b 2 b n-1 STOP t u 1 0 START b 0 b 1 b 2 b n-1 p STOP t 4

5 Transmisja szeregowa Standard RS232C - standard łączenia urządzenia DCE (ang. Data Communication Equipment) np. modemu, z DTE (ang. Data Terminal Equipment) komputerem za pomocą asynchronicznego portu szeregowego. Standard obejmuje specyfikację elektryczną, nazewnictwo styków złączy, parametry sygnałów, szybkości i maksymalne odległości transmisji. 5

6 Standard RS232C Cechy standardu RS232C Interfejs dwukierunkowy, asynchroniczny Liczba bitów danych: 5 do 8 Parzystość: brak, pozytywna, negatywna Szybkości transmisji programowane [bps]: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, Sprzętowa kontrola błędów transmisji Dodatkowe sygnały pozwalające podłączyć modem analogowy 6

7 Standard RS232C Układ UART (stosowany m.in. w komputerach PC) Źródło: /interface_cores/beyond_uart_16550_serial_controller Źródło: /serial/serial.htm 7

8 Standard RS232C Port RS232C Standard elektryczny: do 15V do 15V Źródło: 8

9 Port COM (RS232C) w komputerze PC Standard RS232C Źródło: 9

10 Zastosowania portu RS232C Zastosowania interfejsu RS232C Podłączenie modemu Złącze myszki szeregowej Interfejs do mikroprocesorowych układów pomiarowych lub sterowania Źródło: Połączenie dwóch komputerów 10

11 Standard RS485 Cechy: Różnicowe kodowanie stanów logicznych Duża szybkość transmisji (do 10Mb/s) Możliwość łączenia urządzeń w magistralę Źródło: 11

12 Transmisja szeregowa - Interfejs USB Standard USB - standard magistrali szeregowej pozwalającej na wymianę danych pomiędzy punktem początkowym, inaczej rozdzielaczem najniższego poziomu (Host-Adapter, Root-Hub) a urządzeniami końcowymi lub rozdzielaczami kolejnych poziomów. Interefejs USB pozwala na podłączenie do punktu początkowego wielu urządzeń i tworzenie do ich siedmiu poziomów przez zastosowanie rozdzielaczy. Standard pozwala na komunikowanie się urządzeń o różnej szybkości działania z wykorzystaniem kanałów o różnej szybkości transmisji. 12

13 Interfejs USB HOST Topologia interfejsu USB: Poziom 0 (Root Hub) Poziom 1 NODE HUB HUB NODE NODE Poziom 2 HUB HUB NODE NODE Poziom 3 NODE NODE NODE NODE Poziom 4 Upstream 13

14 Interfejs USB Identyfikacja urządzeń w magistrali USB: Kontroler najniższego poziomu przypisuje dynamicznie 7-bitowe adresy podłączanym urządzeniom (ang. Bus Enumeration). Kontroler jednocześnie ustala typ transmisji danych i rezerwuje pasmo dla danego urządzenia. 14

15 Interfejs USB Cechy standardu USB: Magistrala szeregowa, asynchroniczna Pakietowy protokół transmisji danych Automatyczne konfigurowanie nowych urządzeń Automatyczny przydział adresów Maksymalna liczba urządzeń: 127 Przepustowość - ver1.1: 12Mb/s, ver.2.0: 480Mb/s Maksymalna odległość między urządzeniami: 5m Maksymalna liczba poziomów: 7 (maksymalna dł. przew. 35m) Dostarczanie zasilania +5V, 500mA do podłączonych urządzeń 15

16 Interfejs USB Tryby transmisji danych w USB: 1. Bulk transfer tryb asynchroniczny, przeznaczony do transferu danych o charakterze masowym, nie zapewnia określonej przepustowości i nie zakłada limitu czasu 2. Isochronous Transfer tryb synchroniczny, pozwalający na transfer danych z założoną przepustowością, kanał jest rezerwowany w regularnych odstępach czasu 3. Interrupt Transfer - przekaz ekspresowy w trybie natychmiastowym 4. Control Transfer tryb sterujący, pozwalający na konfirurowanie nowo podłączonych urządzeń 16

17 Interfejs USB Złącza standardu USB Gniazda USB w urządzeniach Źródło: /Slots/USB_pinout.shtml Opis wyprowadzeń 17

18 Interfejs USB Urządzenia standardu USB Rozdzielacz (USB-Hub) Źródło: Urządzenia końcowe z interfejsem USB Źródło: 18

19 Interfejs USB Historia rozwoju standardu USB Źródło: /timeline.html 19

20 Transmisja szeregowa - Interfejs IEEE1394 (Fire-Wire) Standard IEEE standard magistrali szeregowej ogólnego przeznaczenia o dużej przepustowości. Obecnie najpowszechniejszym jej zastosowaniem jest transmisja strumienia wideo z kamer cyfrowych. Szybkości transmisji: 100, 200, 400Mb/s, dla IEEE1394b 800Mb/s. Drzewiasta topologia magistrali z możliwością podłączenia 64 urządzeń. Zasilanie urządzeń z magistrali do 60W mocy. 20

21 Interfejs IEEE1394 (Fire-Wire) Złącza IEEE1394 Gniazda IEEE1394 w urządzeniach i opis wyprowadzeń Źródło: 21

22 Interfejs IEEE1394 (Fire-Wire) Urządzenia IEEE1394 Kontroler IEEE1394 Źródło: Kamera cyfrowa z interfejsem IEEE1394 Źródło: 22

23 Porównanie interfejsów USB2.0 i Fire-Wire Źródło: 23

24 Inne systemy transmisji szeregowej IrDa Bluetooth Sieci komputerowe przewodowe Sieci komputerowe bezprzewodowe DVI, HDMI 24