Zaliczenie Termin zaliczenia: 14.06.2007 Sala IE 415 Termin poprawkowy: >18.06.2007 (informacja na stronie: http://neo.dmcs.p.lodz.pl/tm/index.html) 1
Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi 2
Zakres przedmiotu 1. Wstęp do systemów mikroprocesorowych. 2. Współpraca procesora z pamięcią. Pamięci półprzewodnikowe. 3. Architektura systemów mikroprocesorowych. 4. Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi. 5. Przykładowy system mikroprocesorowy. 6. Architektura procesorów 32-bitowych na przykładzie układów Freescale 68k/ColdFire. 7. Architektura mikrokontrolerów 8-bitowych. 3
System mikroprocesorowy? (1) Magistrala adresowa Magistrala adresowa Magistrala danych Magistrala danych Pamięć programu Pamięć danych Urządzenia mapowane na przestrzeń pamięci? 4
System mikroprocesorowy? (2) Magistrala adresowa Magistrala danych Sygnały sterujące CS, OE ROM Pamięć programu FLASH, SRAM, DRAM RAM Mikroprocesor CS, OE WR Pamięć danych FLASH, SRAM, DRAM Urządzenia peryferyjne EIA RS232, RTC, ADC... 5
Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi. 6
Interfejsy (1) Interfejs (ang. Interface) w informatyce i elektronice urządzenie pozwalające na połączenie ze sobą dwóch innych urządzeń. 7
Interfejsy (2) 8
Interfejsy (3) Przykładowe interfejsy stosowane w systemach up: Interfejs równoległy, Interfejsy szeregowe: Interfejs zgodny ze standardem EIA RS232, Interfejs SPI (Serial Peripheral Interface), Interfejs I2C, Interfejs OneWire, Interfejs Jtag, Interfejs CAN (Controlled Area Network), Interfejs USB (Universal Serial Bus), Interfejs IEEE1394 (FireWire). Magistrala ISA, PCI, PCIx, PCIe, VME, itd. 9
Moduł portów I/O (1) 10
Rejestry sterujące PnPAR - rejestr kontrolujący przeznaczenie portu DDRn - Rejestr kontrolujący kierunek sygnałów portu I/O PORTn - rejestr kontrolujący stan wyprowadzeń wyjściowych PORTnP - rejestr odwzorowujący stan wyprowadzenia I/O SETn/CLRn - Rejestr służący do ustawiania/zerowania przerzutnika wyjściowego 11
Uproszczony schemat blokowy portu I/O procesora ColdFire Bit określający rodzaj portu wejście/wyjście Port I/O PORTn odczyt PORTn zapis D Q D Q SETn CLRn DDRn Clk Clk Clk Rejestry sterujące portem GPIO PORTnP odczyt stanu logicznego wyprowadzenia I/O 12
Interfejs równoległy komputera PC 13
Podłączenie przełącznika do portu procesora Konfiguracja procesora i odczyt sygnału wejściowego: 1. Konfiguracja portu I/O (ustawienie kierunku portu I/O port wejściowy, ustawienie funkcji portu - I/O), 2. Włączenie wewnętrznego rezystora podciągającego (do VCC lub GND), 3. Odczyt rejestru sterującego danym portem (np. 8 bit, move.b P0, D0), 4. Maskowanie odczytanej danej (and.b #$0x01, D0). 14
Moduł transceivera szeregowego UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter module) 15
Interfejs szeregowy EIA RS232 16
Transceiver UART D0-D7 Rejestr przesuwny Nadajnik TxD Clk D0-D7 Odbiornik RxD Clk 17
Ramka danych transmitera UART Mark Space 18
Transmisja synchroniczna, czy asynchroniczna? 19
Specyfikacja elektryczna EIA RS232c 20
Kabel null-modem EIA 232 21
Poziomy napięć określone przez standard EIA 232 Wyjście procesora Standard EIA 232 22
Konwerter poziomów napięć MAX 232 (5 V) MAX 3232 (3,3 V) CD Carried Detect RI Ring Indicator 23
Standard EIA RS422 Transmisja różnicowa 24
Standard EIA RS485 25
Transmisja half-duplex 26
Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi Interfejsy dostępne w procesorach rodziny ColdFire: Interfejs równoległy, Interfejsy szeregowe: Interfejs zgodny ze standardem EIA 232, Interfejs SPI, Interfejs I2C, Interfejs CAN, Interfejs USB, Magistrala PCI. 27
Serial Peripheral Interface 28
Serial Peripheral Interface Cechy interfejsu SPI: Szeregowa transmisja synchroniczna, Transfer full duplex, master-slave lub master-multi-slave, Duża szybkość transmisji (>12 Mbit/s), Zastosowanie: układy peryferyjne (ADC, DAC, RTC, EEPROM, termometry, itp), sterowanie pomocnicze (matryca CCD z szybkim interfejsem równoległym). 29
Serial Peripheral Interface Master Output Slave Input Master Input Slave Output CS Master Slave 30
Magistrala USB (Universal Serial Bus) 31
Magistrala USB 32
Cechy magistrali USB Asynchroniczna, szeregowa, różnicowa transmisja danych, Automatyczna detekcja dołączenia/odłączenia urządzenia oraz automatyczna konfiguracja, Pojedyncze, ustandaryzowane złącze, Możliwość dołączenia do 127 urządzeń do magistrali, Automatyczna detekcja i korekcja błędów, Szybkość transmisji danych: LOW 1.5 Mb/s, specyfikacja USB >1.1, FULL 12 Mb/s, specyfikacja USB >1.1, HIGH 480 Mb/s, specyfikacja USB 2.0. 33
Warstwa fizyczna Transmisja różnicowa, typu half-duplex. Dwa dodatkowe przewody zasilające 5 V/500 ma Złącza typu mini USB Złącza USB typu A i B 34
Rodzaje transferów 35