4.1.8. Розробка власних пристроїв usb

Не дивлячись на досить складний протокол обміну, інтерфейсом USB можна забезпечити і периферійні пристрої власної розробки. Для цього випускається широкий асортимент мікросхем, з боку USB що розрізняються швидкостями обміну (LS, FS або HS), числом і можливостями кінцевих крапок (тип передач, розмір буфера). Функціональне призначення цих мікросхем різне. З портом USB випускаються мікроконтролери на ядрі MCS51, М68нс05, М68нс11 або RISC-архитектуры; вони розрізняються об'ємом пам'яті (оперативною і незалежною), продуктивністю, живленням, споживанням. Мікроконтролери можуть мати вбудовані пристрої Ацп/цап, дискретні лінії введення-виводу загального призначення, послідовні і паралельні порти різних типів. Їх можна використовувати для підключення пристроїв з будь-якими інтерфейсами, сигнальних процесорів і тому подібне З цього асортименту можна вибрати відповідну мікросхему, на базі якої пристрій, що розробляється, буде реалізований з мінімальним числом додаткових елементів. До мікроконтролерів додаються і засоби розробки їх вбудованого ПО (firmware) — найскладнішій частині такого пристрою. Є мікроконтролери з USB, здатні працювати без програмування незалежної пам'яті; мікроконтролери серії EZUSB фірми Cypress Semiconductor кожного разу завантажують свою програму в ОЗУ по шині USB з хост-компьютера в процесі підключення. Звичайно, така гнучкість потрібна не завжди, і до підключення до комп'ютера пристрій залишається «мертвим».

Є і периферійні мікросхеми — порти USB, що підключаються до мікроконтролерів паралельною 8/16-битной шиною даних із звичайним набором сигналів (CS#, RD#, WR#...), що управляють, лінією запиту переривання і, можливо, сигналами каналу DMA. Випускаються і спеціалізовані перетворювачі інтерфейсів USB в послідовний (RS-232, RS-422/485) і паралельний, що не вимагають програмування (потрібно лише записати в EEPROM ідентифікатор пристрою). Є і мікросхеми USB, що поєднують в собі і функції, і хабы. Всі варіанти не перерахувати, тим більше що весь час з'являються нові мікросхеми.

Важлива частина розробки власних пристроїв — програмне забезпечення для хост-компьютера, яке доносить до користувача всю користь пристрою. У ряді випадків вдається скористатися готовими драйверами (наприклад, драйвером віртуального СОМ-ПОРТА для перетворювача інтерфейсу). У інших випадках ПО доводиться писати самостійно, і добре, коли виготівник мікросхем з USB піклується про надання інструментальних засобів розробки всіх частин ПО.

4.2. Шина ieee 1394 – FireWire

Стандарт для високопродуктивної послідовної шини (High Performance Serial Bus), що отримав офіційну назву IEEE 1394, був прийнятий в 1995 році. Метою було створення шини, не поступливої паралельним шинам при істотному здешевленні і підвищенні зручності підключення (за рахунок переходу на послідовний інтерфейс). Стандарт заснований на шині FireWire, використовуваною Apple Computer як дешева альтернатива SCSI в комп'ютерах Macintosh і PowerMac. Назва FireWire («вогненний дріт») тепер застосовується і до реалізацій IEEE 1394, воно співіснує з коротким позначенням 1394. Інша назва того ж інтерфейсу — iLink, а іноді і Digital Link — використовується фірмою Sony стосовно пристроїв побутової електроніки. MultiMedia Connection — ім'я, використовуване в логотипі 1394 High Performance Serial Bus Trade Association (1394TA).

Стандарт 1394 визначає три можливі частоти передачі сигналів по кабелях: 98,304; 196,608 і 393,216 Мбіт/с, які округляють до 100, 200 і 400 Мбіт/с. Частоти в стандарті позначаються як S100, S200 і S400 відповідно. У останній затвердженій ревізії стандарту, Р1394-2000, нових швидкостей (S800, S1600 і S3200) ще не з'явилося, і зараз 1394 співіснує з шиною USB, для якої в специфікації USB 2.0 вже визначена швидкість 480 Мбіт/с.

Основні властивості шини FireWire перераховані нижче.

• Багатофункціональність. Шина забезпечує цифровий зв'язок до 63 пристроїв без застосування додаткової апаратури (хабов). Пристрої побутової електроніки — цифрові камкордеры (записуючі відеокамери), камери для відеоконференцій, фотокамери, приймачі кабельного і супутникового телебачення, цифрові відеоплейєри (CD і DVD), акустичні системи, цифрові музичні інструменти, а також периферійні пристрої комп'ютерів (принтери, сканери, пристрої дискової пам'яті) і самі комп'ютери можуть об'єднуватися в єдину мережу.

• Висока швидкість обміну і ізохронні передачі. Шина дозволяє навіть на початковому рівні (S100) передавати одночасний два канали відео (30 кадрів в секунду) широкомовної якості і стерео-аудіосигнал з якістю CD.

• Низька ціна компонентів і кабелю.

• Легкість установки і використання. FireWire розширює технологію Рnр. Система допускає динамічне (гарячіше) підключення і відключення пристроїв. Пристрої автоматично розпізнаються і конфігуруються при включении/ відключенні. Живлення від шини (струм до 1,5 А) дозволяє підключеним пристроям спілкуватися з системою навіть при відключенні їх живлення. Управляти шиною і іншими пристроями можуть не тільки РС, але і інші «інтелектуальні» пристрої побутової електроніки.

FireWire за ініціативою VESA позиціонується як шина «домашньої мережі», об'єднуючої всю побутову і комп'ютерну техніку в єдиний комплекс. Ця мережа є одноранговою (peer-to-peer), ніж істотно відрізняється від USB.