06_Internet interfészek

Az interfész olyan cserélési algoritmusok és eszközök, amelyek az eszközök közötti információcserét biztosítják.

Az A felület különböző szintjeinek hozzárendelése - az intrasystem interfész - biztosítja a rendszermag összetevőinek kölcsönhatását (nagyon

nagy sebesség, nem szabványosított); B - rendszer interfész - a bemeneti / kimeneti alrendszer kernelelemeinek és elemeinek interfésze;

A C-I / O interfész konzisztenciát biztosít az I / O vezérlő és az I / O processzor között;

D - Külső eszközökkel rendelkező I / O vezérlők perifériás interfész interfésze.

Az I / O processzor feldolgozza és kommunikál az I / O vezérlőkkel.

Az I / O vezérlő az egyes egységek (külső eszközök) vezérlésére szolgál.

Fizikai megvalósítás - csatlakozó Érintkezők száma - 36

Száma csatlakoztatott eszközök - 1 (ha nincsenek komplex dekódoló áramkörök) Az adatbitek számát - 8 - terminál, 4 - bemeneti kimeneti adatsebességet - 80-120 Kbyte / s (attól függően, hogy a vevő és adó teljesítmény)

Adatbeviteli sebesség - 40-60 Kb / s Kábelhossz - legfeljebb 2 m.

Az interfész hátrányai miatt kényelmetlen a professzionális mérőrendszerekben való használatra, a kivételek egyszerű, alacsony árfolyamú blokkok, amelyeket kifejezetten egyszerű számítógéphez való csatlakoztatásra terveztek.

Ez egy szabványos nyomtató interfész a személyi számítógépekben, és kifejezetten erre a célra készült. Ezért a mérő- és vezérlőberendezések csatlakoztatásához ez a felület kényelmetlen a specifitás miatt (lásd az 1. ábrát).

Vannak módosítások ehhez az interfészhez, sokkal kényelmesebb a különféle perifériák csatlakoztatásához:

1. Kétirányú "Bitronics", amely nyolc számjegyű számok beírására képes, és ennek következtében megduplázza az adatbevitel sebességét

2. Advanced Interface - „EPP” (Enhanced Parallel Port) és az interfész fejlett funkciók „ECP” (kiterjesztett lehetőségek Port), beleértve az EPP lehetőségekre, illetve támogatja a közvetlen memória-hozzáférés, mindkét lehetőség van párhuzamos port sebessége információcsere elméletileg emelkedett legfeljebb 2 MB / s, de speciális kábeleket igényelnek

1. Szinkron üzemmód (a bitek átvitele és fogadása szinkronizálási impulzusokkal történik). Az információt az RxD bemeneten keresztül továbbítják és fogadják. A TxD adó kimenetén keresztül keletkeznek óraimpulzusok, amelyek a kaput fogadják vagy kimenik a biteket. A csomag formátuma 8 bit. A vétel és a továbbítás sebessége számos órafrekvenciából áll.

2. Asynchronous mód. Az információ a TxD kimeneten keresztül történik, de RxD-en keresztül érkezik. A csomag formátuma 11 bit (kezdő - "0", 8 információs bit, programozható 9. bit és stop bitek - "1"). A 9. bitet paritás / páratlan vezérlő bitként vagy többprocesszoros rendszerekben használják

Fizikai megvalósítás - csatlakozó

Kapcsolatok száma - 9 vagy 25

A csatlakoztatott eszközök száma szabványos 1, de vannak olyan protokollbővítmények, amelyek lehetővé teszik legfeljebb 256 eszköz csatlakoztatását

Adatbitek száma - 5-9

Az adatátviteli sebesség 110. 115200 bps

A távolság standard, legfeljebb 15 m, a legtöbb esetben az átviteli sebesség csökkenésével lehet növelni.

Jellemzői a felület - egy nagyon alacsony (körülbelül 10-14 KB / s), a relatív távolság a tárgy a számítógépről információcsere, a használata a szabványos interfész számítógépre csatlakozó megnyitás nélkül.

Exchange protokoll aszinkron soros interfész számára

A vonalon történő továbbítás hiányában magas (egy) logikai szintet tartanak fenn. Az átvitel nulla indítóbitzel kezdődik, ezt követően az információs bitek kerülnek továbbításra - a továbbított bináris szám bitjei.

Az első az alsó rang, az utolsó az idősebb. Az adatbitek száma 5-8 (leggyakrabban - 8).

Továbbá 1, 1,5 vagy 2 stop-bit van, amelyek egységszinttel rendelkeznek.

Ez átadja az információ (szavak) végét, és magas szinten áll a vonalon, ennek az időintervallumnak a időtartama korlátlan.

Ha a vevőegység nem érzékel stop-biteket, akkor egy jel keletkezik - egy keretezés hiba. Ha a vevő észleli a számlált és a kapott paritásbit mismatch-ját, akkor egy jel keletkezik - paritáshiba.

Az interfészjelek elektromos jellemzői

Két lehetőség van a soros interfész megvalósítására

RS-232C - szabványosított feszültség jelet, az adó logikai 1 - +5 V és +15 V, logikai 0 - -5 V és -15 V, a vételi oldalon logikai 1 - a +3 V és +25 V, logikus 0 - -3 V-tól 25 V-ig. Az interfész ezen változata a leggyakoribb.

a jelenlegi hurok - logikai szinteket a 20 mA áramváltás révén továbbítják, a standard terhelés 680 Ω. Ez a módszer általában a vevő bemenetek galvanikus leválasztását használja. Az interfész ezen verziója hosszú átviteli tartományt tartalmaz.

USB-busz (univerzális soros busz)

Univerzális soros busz a különböző eszközök számítógéphez való csatlakoztatásához. A fejlesztők szerint egy USB-buszú számítógépnek így kell kinéznie (1. ábra):

1. ábra - Perifériák csatlakoztatása az USB buszon keresztül

USB busz architektúra:

Ábra. 2 - USB busz architektúra

Az USB-busz topológiája nagyon hasonlít a fához (2. Gyökér a gazdaeszköz - a busz kezelője. A fogadó feladatok közé tartozik: az eszköz kapcsolatának / lekapcsolásának felderítése, az adatáramlás vezérlése, monitorozása

az eszköz állapota, a statisztikák elszámolása, a belső tápellátás elosztása a csatlakoztatott eszközök között. A buszon mindig csak egy állomás van, így az adatátvitel irányát általában a pozíciójából határozzák meg. Ha az átvitel a gazdagépről az eszközre történik, akkor a stream iránya OUT van, és lefelé. Eszközről a gazdagépre történő átvitel során az áramlás IN irányú, és felfelé.

A buszhoz csatlakoztatott eszközök alárendeltek és kétféleképpen oszlanak meg: egy hubot és egy bizonyos funkciót ellátó eszközt. Az agy buszmegosztóként szolgál, és biztosítja portjait más eszközök, köztük a hub összekapcsolásához. A gazda rendszeresen kéri az elosztó státusát, és módosításával meghatározza az új eszköz kapcsolatát vagy a munkavállaló leállítását. A hubot a házigazdával kombinálva gyökérhubnak nevezzük. A gyökérhub és a szokásos hub által végrehajtott funkciók azonosak.

A csomópont végével kialakított ágak egy csatlakoztatott eszközzel, amely bizonyos funkciót végez. Az elosztó portjai szabadon maradnak, tilos az új eszköz csatlakoztatásáig, és a busz nem befolyásolja a műveletet.

A slave eszközök nem tudnak önállóan, spontán módon adatokat küldeni a buszon, az összes műveletet csak a fogadó kérésére végezhetik el. Ha azonban a fogadó a készüléket csökkentett energiafogyasztású üzemmódba kapcsolta, felfüggeszti, akkor a külső ütközés során bekövetkező ébresztés esetén a készülék jelzi annak állapotát, anélkül, hogy várja a fogadó meghívását.

Az eszközök saját áramforrást vagy belső USB busz forrást használhatnak. Az USB-busz forrásából származó összes áram nem haladhatja meg az 1 A-ot. A buszra legfeljebb 127 slave eszköz csatlakoztatható, és legfeljebb hét szint lehet (lásd az ábrát).

USB busz három sebességfokozattal az eszközök: alacsony sebesség - akár 1,5 Mbit / sec, teljes sebesség - akár 12 Mbit / s és a nagysebességű - akár 480 Mbit / s. Először is, a busz sebessége határozza meg a gépet, és akkor is, ha csatlakoztatva van, az eszköz a rendelkezésre álló maximális sebességre hangolódik. A legnagyobb átviteli sebesség akkor érhető el, ha a készülék egy nagy sebességű buszon működik.

Az USB-eszközök a 4. ábrán látható közös 4 vezetékes buszra vannak csatlakoztatva. 3 - 2 tápvezeték és 2 jelvezeték csavart érpárba csavarva az interferencia csökkentése érdekében. USB-eszközök csatlakoztathatók és leválaszthatók a buszról anélkül, hogy kikapcsolják a tápellátást (az úgynevezett "hot-plugging"). A maximális kábelhossz 10 m.

GND talaj, Vbus teljesítmény, D + D adatátvitel.

3. ábra - USB kábel csatlakozási vonalak

Az USB-kábel végein található csatlakozók is meg vannak adva, és így néz ki

Ábra. 4 - USB kábel csatlakozók

Az információáramlás szerkezete

Az USB-buszon keresztül továbbított összes információ a következő típusokra osztható:

kérés csomagok (token);

adatcsomagok (adatok);

kézfogási markerek;

A fogadó számára rendelkezésre álló kérelmek a következő hozzárendelést tartalmazzák (a PID mezőben jelzik):

OUT - a fogadó elkezdi az adatokat továbbítani az ADDR ENDP pontjához;

IN - a fogadó várja az ADDR ADDP-ponttól származó adatokat;

BEÁLLÍTÁS - a fogadó elindítja a vezérlő átvitelt az ADDR eszköz ENDP pontján;

PING - a gazda igazolja az ADDR ADDP pontjának készségét. Ez a kérés

nagy sebességű buszon érhető el a BULK továbbításhoz (a hiba nélküli adatszolgáltatást biztosító adatátvitel típusa), és irányba mutató pontokra irányul

Az adatcsomagot a kérés után mindig el kell hagyni. A csomag tartalmaz egy PID (adatmarkert), hasznos adatokat és egy CRC16 ellenőrzőösszeget. Az adatcsomag méretét az adatátvitel típusa és az USB-busz működési módja korlátozza.

A következő adatjelölők vannak (a jelölő típusa a PID mezőben van feltüntetve):

DATAO - akár adatcsomag;

DATA1 - páratlan adatcsomag;

A DATA2 és a MDATA további jelölők, amelyeket nagy sebességű buszon történő izkronikus (egyirányú) csere esetén használnak.

Az adatjelzők nemcsak a csomag azonosítását teszik lehetővé, hanem a stream megfelelő sora miatt is szabályozzák a stream integritását.

A kézfogásjelzők az adatgyűjtés eredményeinek és az eszközpont állapotának bejelentésére szolgálnak.

A jelölők a következő információkat hordozzák (a marker típusát a PID mező jelzi):

ASK - hiba nélkül fogadott és feldolgozandó adatok;

NAK - az OUT pont esetében - az adatokat hibák nélkül fogadták, de feldolgozásuk nem lehetséges, ezért adatátvitelre van szükség. Az IN pontnál az adatok nem állnak készen, a fogadó később újra megpróbálhatja a kérelmet;

STALL - a pont HALT állapotban van, és nem tudja ellátni a funkcióit a fogadó beavatkozása nélkül. A fogadónak nem kell megismételnie a kérelmet;

NYET - az adatok hiba nélkül érkeznek és feldolgozásra kerülnek. A pont következő csomagja nem fog készen állni. Ez a jelölő nagy sebességű buszon történik a BULK továbbításhoz, és OUT pontok használják.

Egyéb csomagok: SOF, PRE, ERR, SPLIT. A programozó számára az SOF csomag érdekes. Ezt a csomagot a szinkronizáláshoz használják, és a fogadó egy bizonyos időközönként továbbítja.

Az adatátvitel típusai

Az USB-buszon négyféle adatátvitel létezik. Ezek eltérnek az átvitt adatok mennyiségétől, a szállítás elsőbbségétől és a hibák megfigyelésétől és megszüntetésétől.

A leggyakrabban használt típus a BULK. Ilyen átvitel esetén az adatok garantáltan hiba nélkül szállíthatók, míg a szállítási idő nem garantált és a busz munkaterhelésétől függ. Az adatellenőrzés a csomag szintjén - a CRC16 összege - és a patak szintjén történik, ahol a páratlan és páratlan csomag megfelelő jelölőkkel rendelkezik - DATA0, DATA1. Ha hibát észlel, akkor a fogadó fél nem küld visszaigazoló jelzõt, akkor az átvivõ oldalon az automatikus átvitel továbbadási mechanizmusa megindul.

Az adatcsomag mérete tetszőleges lehet, beleértve a nulla értéket, de nem haladhatja meg a megengedett legnagyobb értéket. Nagysebességű USB-busz esetén a maximális érték 512 bájt, teljes sebességű, 8, 16, 32 vagy 64 bájt.

BULK adatátvitel egy teljes sebességű buszhoz az 5. ábrán látható. A két ciklus fogadója továbbítja az adatokat az eszközre, és megerősítést kap. A harmadik ciklusban, az adatok átvétele után a készülék bejelentette az adatok feldolgozásának képtelenségét. Ez a példa a teljes sebességű busz gyenge pontját mutatja, ahol a harmadik adatcsomag elveszik, és újraküldésre van szükség, ami növeli a buszterhelést.

A második típusú átvitel az INTERRUPT (megszakítás). Ezt a típust akkor használják, ha egy adott időintervallumban adatokat kell kicserélni. A fogadó biztosítja a cserét meghatározott időközönként, és ezt figyelembe veszi a buszterhelés elosztásakor.

A nagysebességű busz adatcsomag mérete 1 és 1024 bájt között van, és egy teljes sebességű busz esetében 1-64 bájt. A pont lekérdezési intervalluma a busz működési módjától is függ, és a tartomány 0,125. 4 ms a nagysebességű üzemmódra és 1. 255 ms a teljes sebességre.

Az átváltási ciklusok hasonlóak a BULK átvitel típusához, mint a 2. ábrán látható. Fenti 5. és 6. pontban. Az IN-ponttól való átvitel adatainak hiánya rendszeres helyzet, a fogadó elküldi a következő kérést a megadott idő elteltével.

A nagysebességű busz adatcsomag mérete 1024 bájt, a teljes sebességű buszon pedig 1023 bájt.

Az izokronikus információ tipikus vételét az 1. ábra mutatja. 7. Amint az az ábrán látható, a váltási ciklusokban nincsenek nyugtázó jelek.

Ábra. 7 - Isochronic adatvétel

Az utolsó típusú adatátvitel a CONTROL (vezérlés, vezérlés). Ez a típus

Az átvitelt csak akkor használjuk, ha hozzáférést kapunk a készülék referenciapontjához. teljes

A vezérlő átvitel tranzakciója (8. ábra) három fázisból áll.

Ábra. 8 - Az ellenőrzési tranzakció formátuma

Az ábra tetején látható első fázist SETUP-nak hívják, ebben a fázisban a gazda 8 bájt méretű adatcsomagot küld. Ez a csomag tartalmazza azt a követelményt, hogy az eszköznek végre kell hajtania. A második fázis, amely az ábra középső részén látható, az adatfázis opcionális. Ez abban az esetben van jelen, ha további követelményekre van szükség a követelmény teljesítéséhez. Az adatfázis áramlási szerkezete teljesen azonos a BULK tranzakcióval. Az utolsó fázist az állapotfázisnak nevezik. A fogadó, aki a kérésnek az eszköz általi teljesítésének megerősítését várja, kéréseket küld. A kérések iránya ellentétes az adatfázissal. Amikor az OUT kérés elküldésre kerül, a fogadó egy nulla hosszúságú adatcsomagot küld. Miközben a készülék foglalt a követelmény teljesítéséért, a sikeres befejezés után a NAK jelzéssel válaszol az ACK markerrel. Ha az eszköz nem tudja teljesíteni a követelményeket, vagy nem támogatja, akkor az adat- vagy állapotfázisban vissza kell adni a STALL jelölőt. A nagy sebességű busz adatcsomag mérete 64 byte, a teljes sebességű buszon 64, 32, 16 vagy 8 byte.

Az eszköz vezérléséhez használt szabványkövetelmények ezen átviteli móddal kerülnek továbbításra. Az USB-eszköz fejlesztésekor a programozónak biztosítania kell, hogy minden szabvány követelmény teljesüljön, és ha szükséges, adja hozzá a saját követelményeit.

• Hozzáadott 2 pár huzal - árnyékolt.dif.parry (vétel és továbbítás - végrehajtva

A letöltés folytatásához össze kell gyűjtened a képet: