Временная диаграмма последовательного и параллельного синхронного интерфейса. ????
Временная диаграмма последовательного и параллельного синхронного интерфейса. ????
3.Асинхронный интерфейс. Идея handshake Асинхронные интерфейсы являются самосинхронизующимися. Любой асинхронный интерфейс должен иметь как минимум 3 линии: линию данных, линию идентификации (строб), линия подтверждения.
ID – Identifier, ACK – acknowledgement. Когда данные на передатчике готовы к передаче, выставляется стром ID, приемник обнаруживает этот сигнал и начинает записывать данные в регистры входных буферов. После начала приема данных он выставляет сигнал подтверждения (ACK), чтобы показать, что данные приняты. Передатчик видит, что приемнику больше не нужно других данных и убирает сигнал ID с шины. ПО окончании приема приемник убирает с шины сигнал ACK, после чего шина свободна и готова к передачи данных. Эта процедура называется рукопожатие, это очень надежный, но медленный способ передачи даны. Он широко используется во внешних интерфейсах с длинными линиями связи.
Последовательные интерфейсы, как правило является асинхронным и имеют одну или 2 линии передачи данных в симплексном или дуплексном режиме передачи данных соответственно. Они могут использовать более высокую частоту и более длинные линии связи.
Топологии интерфейсов. Примеры из изученных интерфейсов.\\Топологии (как связываются одни элементы с другими) бывают: point-to-point (P2P) точка-точка; шина; кольцо; коммутатор
4.Адресация устройств - 2 адресных пространства (память, порты ввода-вывода). 1. Пространство ячеек памяти2. Пространство портов ввода\вывода.
Адресное пространство – это массив упорядоченных элементов имеющих линейную адресацию , начиная с младшего адреса, и заканчивая старшим. В массив ячеек памяти (или в адресное пространство памяти) входят сама оперативная память (РАМ), КЭШ память любого устройства, ПЗУ (Постоянные память) – РОМ, видеопамять. Пространств портов ввода\вывода физически представляет собой регистры контроллеров устройств. В это адресное пространство входит в том числе регистры микросхемы УАРТ, в который записывается передаваемая через СОМ порты 8-ми разрядная информация. Адресное пространство памяти можно представить в виде карты памяти, а адресное пространство портов ввдода\вывода картой портов ввода\вывода. Оба эти адресные пространства зависимо имеют собственную адресацию и поэтому не пресекаются. К некоторым устройствам (например видеокарты) можно обращаться и как к представителю карты памяти и как к представителю карты портов ввода\вывода. К различным портам можно обращаться только как к портам ввода\вывода. А к оперативной памяти и ПЗУ только как к ячейкам адресного пространства памяти. АП память: РАМ ,РОМ, Кэш, (Видео память\ видеокарта\ Регистры), Регистры контроллеров:Регистры контроллеров. Разрядность адресного пространства памяти определяется разрядностью шины адреса, по которой передается адрес ячейки, к которой должно произойти обращение. Максимальное количество ячеек, которое может адресовать 64 разрядную шину адреса – 2^64. Разрядность пространства портов ввода\выдода определяется максимальной разрядностью регистра. Например: микросхема УАРТ содержит 8-ми разрядные регистры, поэтому адресное пространство СОМ порта так же 8-ми разрядное.
5.Что такое порт ввода-вывода. Пространство портов ввода-вывода ПК. Портом ввода\вывода называется регистр контроллера устройства, которое имеет уникальный адрес в адресном пространстве портов ввода\вывода.Всего в ПК 65384 однобайтных регистров, поэтому адресное пространство каждого их таких портов 8-ми разрядное. Для обращения к портам ввода\вывода используется 4 ассемблерные инструкции процессора. IN OUT port – CPU reg INS port – memory ceM OUTS memory – port. Такой режим обмена называется программным ввода\вывода, либо PIO.
Метода передачи данных
1. Программно-управляемый обмен, состоит из следующих операций:а. Чтение регистра состояния.б. Ожидание готовности (цикл)в. Обмен байтом или словом , с использованием инструкций ИН и ОУТ. Минусы:1. Средняя скорость передачи, не более 150 Кбайт\с;2. Сильная загрузка ЦПУ из-за постоянной проверки статусного регистра) 2. PIO - Позволяет обмениваться как между регистрами, так и между ячейками памяти. Используется команда INH OUT INS OUTS. Есть возможность блочной пересылки по несколько байт или слов. Управление передачи данных осуществляется с помощью прерываний, что значительно быстрее и меньше загружает ЦПУ. Определено 5 режимов скорости передачи для PIO. Максимальный режим – mode 4-22,3 мегабайта\с. 3.DMA – Direct Memory Access- ПДП – максимальная скорость 133 Мбайта. Это способ обращения устройства к памяти без согласования этого обращения с процессором, т.е. устройство используется специально.DMA контроллер может обращаться к оперативной памяти самостоятельно, и асинхронно по отношению к тем операцияv которые выполняет процессор. 4.Bysmastering- Если шины поддерживает такую возможность, то устройство может стать хозяином шины, на определенный период времени, и управлять передачей данных по ней самостоятельно. Плюсы:1. Максимальная скорость передачи.2. отсутствие нагрузки на ЦПУ. Минусы:1. не все устройства и шины поддерживают эту возможность, поэтому могут возникнуть несовместимости или задержки при передаче.
Классификация ВЗУ.
1.Прямой доступ (байтовый доступ) - Накопители байтового доступа обращаются к информации расположенный последовательно и упорядоченно в едином пространстве памяти, причем каждый ячейки памяти занимающей размер 1 байт присваивается свой собственный адрес. (Накопители на твердотелой памяти.)Так же такие устройства называются устройства произвольного доступа потому что в любой момент времени, они могут обратится к любой ячейки памяти по ее адресу, при том не считывая содержимое предыдущих ячеек.2.Исследование последовательного доступа - Основной представитель стример, т.е. устройство резервного копирования на магнитную ленту. В этом типе устройств доступ к данной ячейке памяти можно осуществить только после обращения к идущим перед ней. 3.Блочные устройства (Блочный доступ) - В блочных устройства для считывания подряд идущих блоков информации требуется несколько “холостых” оборотов дисконакопителя, так физические данные записываются не последовательно, а с определенным промежутком между ними на поверхности диска для того чтобы считывающему устройству успеть позиционироваться над следующим считываемым блоком и требуется эта последовательная запись, которая определяется скоростью вращения диска.Накопители: CD, DVD, HDD, FDD, ZIP. Накопители WORM (CD WORM) – Write Once Reаd Many - Отличие заключается в том, что при записи данных на поверхности диска не выжигаются углубления, а диск покрыт специальным термочувствительным слоем красителя. +: Большая надежность при записи на нехороших приводах.
Мышь.
Оптико-механическая -При перемещении манипулятора по горизонтальной поверхности, вращается шарик управления и передает вращение одному из контактирующих валиков оси х или у. Вместе с валиков вращается шаговый диск. При вращении ион закрывает доступ световому потоку на фотоэлемент. Такой режим создает на выходе фотоэлемента группу электрических импульсов, которые поступают на блок управления манипулятора. Блок управления фиксирует количество импульсов и по этому количеству определяет количество шагов или расстояние на которое должен переместиться курсор, вдоль оси х и у на экране. Блок управления поступивших в единицу времени для определения скорости перемещения курсора.
Оптическая -Направленный источник света подсвечивает поверхность стола, цифровая фотокамера фотографирует поверхность стола с частотой 80—100 кадров в секунду. Преобразованный в двоичный код кадры поверхности стола записываются в память манипулятора.
Процессор последовательно выбирает кадры из памяти, сравнивают их между собой и на основе сравнения вычисляет маршрут перемещения курсора на экране монитора вдоль оси х и у. Процессор тек же отслеживает сигнал поступающий с управления. Через блок связи передается все данные в ПК.
33.Сканер. Принцип действия.Сканер – устройство, предназначенное для считывания графической и текстовой информации с документа оригинала в ПК. Сканеры классифицируются: 1.по виду оригнала: прозрачный, непрозрачный.2.По способу перемещения считывающего устроиства: Планшетный, барабанный.3. По типу считываемой информации: черно-бурый, полутоновый, цветной. Принцип действия черно белого сканера: главный узел сканера – считывающее устройство, оно пошагово перемещается над поверхностью бумаги, разбитой на элементарные площадки. Считывающее устройство засвечивает площадки, если площадка белая, то свет отображается и попадает на редуцирующую линзу, через нее на фотоэлемент. С выхода фотоэлемента на АЦП идет ток, который преобразуется в двоичный код, и вместе с координатами площадки записывается в помять сканера. После сканирования все площади листа, все координаты и соответствующие двоичные числа передаются в пасмять ПК, где анализируются графическими программами. Полутоновый: система сканирования та же что и у чернобелого, разница в том что сканер различает темно серый и светло серый. Сигнал соответствующий отраженному цвету передается на АЦП, преобразование и запись в память. Цветной сканер:нем используется принцип разделения сложного цвета на три элементарных, а так почти та же система что и полутонового.
Режимы передачи.
| Тип порта | Режим ввода | Режим вывода | Скорость Передачи |
| SPP | Nibble 4-bit | Compatible 8-bit | 50kbps |
| Двунаправлен | Byte 8-byt | Compatible 8-bit | 150kbps |
| EPP | EPP | EPP | 500-2000kbps |
| ECP | ECP с использованием DMA режима | 1-2MBps |
# - т.е. это инверсная логика, логическая 1 – низкий уровень напряжения, о – наоборот.%Перед началом цикла передачи данных компьютер должен убелиться, что сняты сигналы busy и ack.После этого на параллельные линии данных выставляются 8 пакетов.Формируются строб (синхронный импульс), затем строб снимается и заканчивается передача данных.Принтер должен успеть принять данные с выбранным темпом который определяется длительностью строба. При получении строба принтер формирует сигнал busy. А после окончания обработки данных busy снимается, а принтер выставляет сигнал АСК. После сигнала АСК можно начинать новый цикл передачи. Максимальная длина кабеля LTP, соединяющего 2 порта – 1,8м, поскольку длина ограничивается наводками и помехами в параллельных линиях.
42. Последовательный порт. Основные регистры.43. Последовательный порт. RS 232. Формат фрейма.44. Последовательный порт. RS 232. Состав линий. 45 . Последовательный порт. RS 232. Временная диаграмма ввода.46. Последовательный порт. RS 232. Временная диаграмма вывода.\\1.1 Последовательный интерфейс
Первый представитель (стандарт) – RS232ССтандарт RS232С в аппаратном виде реализуется в виде COM порта Сcommunication Port - универсальный внешний асинхронный последовательный интерфейс. Аппаратно СОМ порт изначально реализовался в виде микросхемы серии i8250 (i-intel), в 1996г во время массового появления компьютеров поколения PI для СОМ порта была разработана микросхема UART (универсальный асинхронный приемно-передатчик). UART бывает 3-х квалификаций:- 16450 – это быстродействубщая версия микросхемы i8250 для IBMPCAT. Полной совместимости 16450 с IBMPCXT не имеет.- 16550– уже может использовать каналы DMA.-16550 имеет: 1. FIFO - буфер – первый вошел, первый вышел 2. FILO – буфер – первый пошел последний вышел.СТЭК 16550 может работать с DMA, иметь FIFO-буфер.
- 16550А, имеет 16-ти байтный FIFO-буфер приема и передачи и возможность использовать DMA, скорость передачи от 9600бит\с и выше.
UART предназначен для преобразования параллельного кода из системной шины в последовательную для передачи и для обратного преобразования при приеме данных. Эта микросхема с программной точки зрения представляет собой набор регистров, доступ к которым определяется смещением адреса регистра относительно базового адреса порта. В адресном пространстве микросхема занимает 8 смежных адресов (8 бит) каждый из которых является одновидным регистром BIOS позволяет определить до 4-х СОМ портов.
С внешней стороны порты имеют линии последовательных данных передачи и приема, линии управления с соответствующим набором сигналов и линии состояния, определяемы стандартом RS232C.
Разводка СОМ порта.
| Контакт | Сигнал | Назначение |
| Data Carrier Detect (DCD) | В канале связи обнаружена несущая частота, для передачи данных | |
| Receive Data (RD) | Линия приема данных | |
| Transmit Data(TD) | Линии передачи данных | |
| Data Terminal Ready(DTR) | Готовность к работе терминального устройства ПК | |
| Scheme Ground(SG) | Схемная земля | |
| Data Set Ready | Готовность принимающего устройства | |
| Request to send (RTS0 | Запрос на передачу данных | |
| Clear to send (CTS) | Подключенное устройство готово к приему данных | |
| Rind Indicate (RI) | Индикатор входящего вызова |
Линии 1,2,6,8 и 9 являются входными для компьютера (сигнал передается от модема к ПК)
Линии 3(TD), 4(DTR), 7 (RST) являются выходными для ПК.
Прием и передачу всех этих сигналов в линию, а также их интерпретация и преобразование в нужную для компьютера форму выполняют 3 микросхемы 2 драйвера линии(формирователи шин и микросхема UA)
Драйверы линии преобразуют сигналы из формы логических уровней ТТЛ принятой в компьютерной технике форму используемой в канале связи.
Микросхема UA преобразует управляющие сигналы, поступающие от ПК, сигналы пригодны для передачи по последовательной линии (преобразование параллельного кода в последовательный.)Интерфейс предполагает наличие защитного заземления (PG – protected ground) для соединяемых устройств.
Защитное заземление (PG) – это шина (или земля), которая соединяется с корпусом устройства и экраном кабеля.
NRZ – Non-return to zero
ЗЫ: Если распределяется контроль четности, то после посылки бит данных, передается контрольный бит (P). Этот бит дополняет количество единичных бит данных до четкого или нечеткого, в зависимости от принятого соглашения.
Для асинхронного режима прият ряд стандартных скоростей обмена (от 5 до 115 тысяч 200 бит\в сек)
В бодах принято измерять частоту измерение состояния линий, поэтому иногда в место “1” измерения бит\в сек, используют бод.
47. Интерфейс USB. Физическая организация шины, ее топология. Хост, клиенты, идентификация устройств USB при их подключении.Интерфейсы ориентированы на периферийные устройства, подключаемые к ПК. Возможность подключения до 127 устройств, при этом допускается коммутация, а так же включение и выключениеUSB при работающей системе. Организация шины подразумевает передачу данных между хост ПК и периферийными устройствами. Устройства могут быть хабы, функции и их комбинации.
Хабы – обеспечивают подключение устроитв к шине. Функц – реализует подключение периферийных устроиств. Комбинированные устройства – может содержать хаб для подключение к нему других хабов и устроиств. Работа всей системы управляет хост-контроллером, являющийся программно-аппаратной подсистемой хост ПК. Шина является хост-центрической - единственным ведущим устройством, которое управляет обменом является ПК, а все присоединенные периферийные устройства – ведомые. Физическая топология шины – многоярусная звезда, имеющая древовидную структуру. Ее вершиной является хост-контроллер, объединенный с корневым хабом, как правило 2-х портовым. Логическая топология шина – просто звезд. Для хост-контроллера хабы создают иллюзию непосредственного подключения каждого устройства. Хост ПК делится на 3 основные уровня: 1. Интерфейс шины USB– обеспечивает физическое подключение и протокол шины. Интерфейс шины реализуется хост-контроллером имеющим встроенный корневой хаб, который обеспечивает точки физического подключения к шине (гнездо типа А). Хост контроллер отвечает за создание кадров, он на аппаратном уровне обменивается информацией с ОП ПК, используя при этом технологию bys-mastering. Клиенты USB –ПО, которое использует драйверы системы ЮСБ. Хост контролер является аппаратным посредником между ЮСБ устроиствами и хостом. ЮСБ поддерживает динамическое подключение и отключение устроиств, нумерация и перенумерация устройства шины идет постоянно, отслеживая изменение физической топологии. Все устройства подключаются через порты хабов, в системе должен присутствовать как минимум 12 хаб – корневой концентратор. Он не имеет порта для подключения вышестоящего уровня и содержит только 2 порта для нижестоящих уровней. Промежуточные хабы имеют 3 порта. Хабы определяют подключение и отключение устройств к своим портам и сообщают состояние портов при запросе от контроллера. При подключении нового утсроиства хост определяет является ли то устройство хабом или функцией и назначает ему уникальный адрес ЮСБ, после этого хост создает канал управления с этим устройством, используя при этом назначенный адрес. Если устроиство является хабом, то хост определяет подключенные к нему устроиства, назначая им адреса, и проводя к ним каналы.Еслип же новое устроиство – функ, то по его подключении посылается уведомление клиентскому ПО. Когда устройство отключается хаб автоматически запрещает соответствующий порт и сообщает об этом контроллеру, который удаляет из своих конфигурационных регистров всю информацию об отключившемся устройстве.
48. Протокол передачи USB. Стандарты передачи. Версии интерфейса. Версии интерфейса- 1(Loaf speed – 1.5mb) 1.5(Full speed – 12MB) 2 ( speed – 480MB) Все обмены (транзакции) с устройствами USB состоят из 2-3 пакетов. Каждая транзакция начинается по инициативе контроллера, который посылает специальный пакет – маркер (token packet).Этот пакет описывает тип и направление передачи адрес устройства USB и номер конечной точки. Каждое устройство на шине USB, при подключении получает свой уникальный адрес. Логически устройство представляется собой набор независимых конечных точек (endpoint), с которыми хост контроллер обменивается информацией. Каждая конечная точка имеет свой номер и описывается следующими параметрами:- Требуемая частота и задержки (кадр)
-Требуемая полоса пропускания канала.- максимальный размеры пакетов- тип передачи.- направление передачи.
Каждое устройство обязательно имеет конечную точку с номером “0”.Эта точка используется для инициализации устройства и управления его состояния. Кроме нулевой точки устройство ф-ции могут иметь дополнительные точки собственно и реализующими полезными данными.Низкоскоростные устройства могут иметь до 2-х дополнительных точек. Высокоскоростные до 15.В каждой транзакции возможен обмен только между конечной тоской и хостом. Адресуемая маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обмену. Источник данных определенным маркером передает пакет данных или уведомление о их отсутствии. После успешного приема пакета приемник данных посылает пакет квитирования. Хост контроллер организует обмен с устройствами по плану распределения ресурсов. Контроллер циклически с периодом 1мс, а в режиме HS 125мкс формирует кадры (фреймы), к которые укладываются все транзакции. Каждый кадр начинается с посылки сигнала SOF (start оf Frame), который является синхронизующим сигналом для всех устройств включая хаб. В конце кадра выделяется интервал времени с сигналом EOF (end of frame) на время которого хабы запрещают передачу к хост контроллеру. Для обнаружения ошибок каждый пакет имеет поля CRC (control redundancy chetrum), позволяющее обнаруживать все одиночные и двойные битовые ошибки. В случае обнаружения ошибки контроллер автоматически повторяет передачу до 3 раз. Если повтор безуспешен, то клиентское ПО выдает сообщение об ошибке. Архитектура USB допускает 4 базовых типа передачи данных:
1.Управляющие посылки используются для конфигурирования устройств во время их подключения, с помощью технологии PnP (система автоматического определения устройств по их заводскому номеру Vendor ID и их автоматического конфигурирования путем выделения для них адресов ввода\вывода, линий запроса прерываний и каналов DMA. 2.Передача массива данных.
3. прерывание.
4.Изохронные передачи. Нужен для потоковых устройств: - видекамер- USB колонок- USB микрофонов- USB СД и ДВД приводов В этой случае Аудио и Видео поток можно передавать по определенной полосе шины непрерывно в реальном времени. Полоса пропускания шины делится между всеми установленными в данный момент времени каналами. Выделенная полоса закрепляется за каналом и если установления нового канала требует такой полосы которая не вписывается в существующее распределение. Запрос на выделение канала отвергается. Каждое USB устройство имеет свой буфер (состоящий из регистров), чем большей полосы пропускания требует устройство, тем больше должен быть его буфер.
49. Шина Firewire. Стандарт IEEE 1394.По своему принципу напоминает устройство шины USB. Спецификации скорости:S100(100mb), s200(200mb), S400(400mb), а так же в последней версии стандарта Р1319 – 2000 определены следующие скорости передачи: S800-1600-3200. Но на данный момент они не реализованы в большинстве устроиств. Основные свойства:1. Возможность подключения до 63 устроиств без применения хабов. 2. Многофункциональность – подключение различного цифрового видео и аудио оборудования, и объединение всех из в сеть. 3. Легкость установки и использованя: поддержка РНР, горячего подключения, возможность коммутирования ПК и бытовой техники. 5. Высокая скорость обмена даже в самом медленном режиме. Физический уровень IEEE 1394.Кабельная сеть собирается по простым правилам. Все устроиства соединяются друг с другом кабелями по любой топологии. Каждый узел такой сети имеет 3 равноправных разьема. Простые оконечные устроиства имеют только один разьем. Стандарт допускает до 27 разьемов на одном устроистве, такое устроиство будет играть роль кабельного коммутатора. Правила подключения:1. Между любой парой узлов может быть не более 16 кабельных сигналов. 2. Длина сегмента не более 4,5 м.3. Суммарноая длина кабеля сети не более 72 метров. Среды передачи: 1. Кабель UTP5 со стандартными разьемами RJ-45(S100) до 100метров. 2.Пластикоевое оптоволокно фибер (S200)3. Многомодовое стеклооптоволокно (<=S3200) .Каждое устроиство имеющее более 1 разьема является повторителем. Сигнал обнаруженный на входе приемника с любого разьема выводится на передатчики всех остальных разьемов. Синхронищация осуществляется с помощью внутренних тактовых генераторов приемопередатчика. Стандарт 1394 определяет 2 категории шины:1. кабельные шины.2.кросс шины. Различные типы шин их которых может состоять сеть соединяется мостами. Мост – устроиство осуществляющее передачу пакетов между шинами, фильтрацию трафпика и при необходимости преобразование интерфейса. Протокол IEEE 1394 реализуется на 3 уровня:Уровень транзакции, уровень связи, физический уровень. Уровень транзакциипреобразует пакеты в данные , предоставляемые приложением и наоборот. Уровень связи из данных физического уровня формирует пакетьы и наоборот. Физический уровень –вырабатывает и принимает сигналы шины, он обеспечивает инициализации и арбитраж устройства, предполагается, что в любой момент времени работает только один передатчик Аппаратная часть FireWire состоит их 2-х микросхем: трансивер физического уровня, мост свящи с шиной, котора называется Link Chip (связь микросхема). Протокол шины позволяет обраться к регистрам устройств FireWire в режиме ПДП. В адресном пространстве каждого устройства имеются конфигурационные регистры в которых содержится вся информация необходимая для взаимодействия с ним передаются биты арбитража. Существует 2 основных типа передачи:1. Асинхронный. –сообщения передаются между двумя устройствами. Режим рукопожатия.2. Изохорный –передачи являются широковещательными. В сети может быть организовано до 64 ихзохорных каналов. Каждый пакет изохорной передачи несет свой номер канала, целостность данных контролируется CRC кодом. Изохорные передачи каналов слышат все устроиства, подключенные к шине, но из всех пакетов принимаются только данные с интересующих конкретное устроиство каналов. Устроиство источник изохорных данных на этапе конфигурирования получают номер и параметры своего канала. Шина поддерживает динамическое реконфигурирование, т.е. возможность горячего переподключения и отключения устройств. Когда устройство подключается в сеть, оно широковещательно передает пакет самоидентификации. Для того чтобы уже подключенное устроиство узнали о вновь появившемся, они приняв такой пакет фиксируют новую конфигурационную информацию в своих регистрах и выполнит сбромс шины. Во время сброса определяется топология шины, каждому узлу назначается физический адрес, устроиство и сегменты шины получает идентификатор.
50. Пропускная способность интерфейса. "Горячее подключение". Технология Plug'n'Play.\\Технология РнР - автоматическое конфигурирование и выделение ресурсов системы при включении и выключении РНР устройств (автоматическое выделение адресного пространства, каналов ПДП, и линий запросов прерываний) Горячее подключение:подключение без выключения устроиства – у включенным питанием. Для этого разъемы обеспечивают более ранние соединения или более позднее отсоединение питающих цепей по отношению к сигнальным.
Временная диаграмма последовательного и параллельного синхронного интерфейса. ????
3.Асинхронный интерфейс. Идея handshake Асинхронные интерфейсы являются самосинхронизующимися. Любой асинхронный интерфейс должен иметь как минимум 3 линии: линию данных, линию идентификации (строб), линия подтверждения.
ID – Identifier, ACK – acknowledgement. Когда данные на передатчике готовы к передаче, выставляется стром ID, приемник обнаруживает этот сигнал и начинает записывать данные в регистры входных буферов. После начала приема данных он выставляет сигнал подтверждения (ACK), чтобы показать, что данные приняты. Передатчик видит, что приемнику больше не нужно других данных и убирает сигнал ID с шины. ПО окончании приема приемник убирает с шины сигнал ACK, после чего шина свободна и готова к передачи данных. Эта процедура называется рукопожатие, это очень надежный, но медленный способ передачи даны. Он широко используется во внешних интерфейсах с длинными линиями связи.
Последовательные интерфейсы, как правило является асинхронным и имеют одну или 2 линии передачи данных в симплексном или дуплексном режиме передачи данных соответственно. Они могут использовать более высокую частоту и более длинные линии связи.
Топологии интерфейсов. Примеры из изученных интерфейсов.\\Топологии (как связываются одни элементы с другими) бывают: point-to-point (P2P) точка-точка; шина; кольцо; коммутатор
4.Адресация устройств - 2 адресных пространства (память, порты ввода-вывода). 1. Пространство ячеек памяти2. Пространство портов ввода\вывода.
Адресное пространство – это массив упорядоченных элементов имеющих линейную адресацию , начиная с младшего адреса, и заканчивая старшим. В массив ячеек памяти (или в адресное пространство памяти) входят сама оперативная память (РАМ), КЭШ память любого устройства, ПЗУ (Постоянные память) – РОМ, видеопамять. Пространств портов ввода\вывода физически представляет собой регистры контроллеров устройств. В это адресное пространство входит в том числе регистры микросхемы УАРТ, в который записывается передаваемая через СОМ порты 8-ми разрядная информация. Адресное пространство памяти можно представить в виде карты памяти, а адресное пространство портов ввдода\вывода картой портов ввода\вывода. Оба эти адресные пространства зависимо имеют собственную адресацию и поэтому не пресекаются. К некоторым устройствам (например видеокарты) можно обращаться и как к представителю карты памяти и как к представителю карты портов ввода\вывода. К различным портам можно обращаться только как к портам ввода\вывода. А к оперативной памяти и ПЗУ только как к ячейкам адресного пространства памяти. АП память: РАМ ,РОМ, Кэш, (Видео память\ видеокарта\ Регистры), Регистры контроллеров:Регистры контроллеров. Разрядность адресного пространства памяти определяется разрядностью шины адреса, по которой передается адрес ячейки, к которой должно произойти обращение. Максимальное количество ячеек, которое может адресовать 64 разрядную шину адреса – 2^64. Разрядность пространства портов ввода\выдода определяется максимальной разрядностью регистра. Например: микросхема УАРТ содержит 8-ми разрядные регистры, поэтому адресное пространство СОМ порта так же 8-ми разрядное.
5.Что такое порт ввода-вывода. Пространство портов ввода-вывода ПК. Портом ввода\вывода называется регистр контроллера устройства, которое имеет уникальный адрес в адресном пространстве портов ввода\вывода.Всего в ПК 65384 однобайтных регистров, поэтому адресное пространство каждого их таких портов 8-ми разрядное. Для обращения к портам ввода\вывода используется 4 ассемблерные инструкции процессора. IN OUT port – CPU reg INS port – memory ceM OUTS memory – port. Такой режим обмена называется программным ввода\вывода, либо PIO.
Метода передачи данных
1. Программно-управляемый обмен, состоит из следующих операций:а. Чтение регистра состояния.б. Ожидание готовности (цикл)в. Обмен байтом или словом , с использованием инструкций ИН и ОУТ. Минусы:1. Средняя скорость передачи, не более 150 Кбайт\с;2. Сильная загрузка ЦПУ из-за постоянной проверки статусного регистра) 2. PIO - Позволяет обмениваться как между регистрами, так и между ячейками памяти. Используется команда INH OUT INS OUTS. Есть возможность блочной пересылки по несколько байт или слов. Управление передачи данных осуществляется с помощью прерываний, что значительно быстрее и меньше загружает ЦПУ. Определено 5 режимов скорости передачи для PIO. Максимальный режим – mode 4-22,3 мегабайта\с. 3.DMA – Direct Memory Access- ПДП – максимальная скорость 133 Мбайта. Это способ обращения устройства к памяти без согласования этого обращения с процессором, т.е. устройство используется специально.DMA контроллер может обращаться к оперативной памяти самостоятельно, и асинхронно по отношению к тем операцияv которые выполняет процессор. 4.Bysmastering- Если шины поддерживает такую возможность, то устройство может стать хозяином шины, на определенный период времени, и управлять передачей данных по ней самостоятельно. Плюсы:1. Максимальная скорость передачи.2. отсутствие нагрузки на ЦПУ. Минусы:1. не все устройства и шины поддерживают эту возможность, поэтому могут возникнуть несовместимости или задержки при передаче.