Асинхронная передача данных.

В стандарте предусмотрено асинхронный и синхронный режим обмена, но СОМ порты поддерживают только асинхронный режим. Минимальная единица пересылаемой информации в этом режиме 1байт (1 символ)

Формат пакета:

Передача каждого байта начинается со старт бита сигнализирующего приемнику о начале посылки за которым следуют биты данных и возможно вид паритета (вид четности)

Завершает посылку стоп-бит гарантирующий паузу между посылками. Старт-бит следующего байта (слова) посылается в любой момент после стоп-бита

Старт-бит имеет всегда значение логического нуля, что позволяет синхронизовать , приемник по сигналу от передатчика.

Внутренний генератор синхронизации приемника использует счетчик делителя опорной частоты, обнуляемой в момент приема в начало старт бита. Этот счетчик генерирует внутреннюю стробу приемника по которым приемник фиксирует последующие принимаемые биты.

Используя кодирование без возврата к нулю.

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.