Вопросы к экзамену по курсу “ Интерфейсы периферийных устройств “.

Вопросы к экзамену по курсу “ Интерфейсы периферийных устройств “. 1

1.Интерфейсы вычислительных систем. Общие положения. Способы подключения 3

2.Электрические параметры интерфейсов. Обеспечение гальванической развязки. 4

3. Токовые интерфейсы. Интерфейсы с выходом по напряжению 5

8

4. Интерфейс Rs 232 ( Контакты разъема и назначение сигналов ) 8

5. Асинхронный формат передачи данных 10

6. Электрические параметры Com порта 11

7. Последовательные интерфейсы Rs 422 и Rs 485 12

8. Обзор интерфейса USB 14

(NULL !) 9. Адресация устройств в USB 16

10.Типы сообщений в USB 16

11. Инициализация устройств в USB 17

Нумерация устройств USB 18

12. Стандартные дескрипторы устройства. 19

Дескриптор устройства 19

Уточняющий дескриптор устройства 21

Дескриптор конфигурации 22

Дескриптор интерфейса 23

Дескриптор конечной точки 24

Дескриптор строки 25

(NULL !) 13. Электрические характеристики интерфейса SPI 25

13, 15. Интерфейс SPI Режим master, режим slave 25

16-20. Интерфейс I2C 29

21. Арбитраж и конкуренция в шине I2C 35

22. Организация интерфейса CAN 36

23. Форматы сообщений интерфейса CAN 39

24. Обнаружение ошибок в протоколе CAN 47

25. Арбитраж и конкуренция в протоколе CAN 49

50

26. Интерфейс Cetronics 50

27. Режимы SPP и NibbleMode параллельного порта 51

Nibble Mode 53

28. Режим Byte Mode параллельного порта 54

29. Режим ECP параллельного порта 55

30. Режим EPP параллельного порта 56

31. Последовательность согласований согласно IEEE 1284 60

(NULL !) 32. Электрические характеристики LPT порта 61

(NULL !) 33. Протокол работы шины ISA 61

34. Организация прерываний в шине ISA 61

35. Прямой доступ к памяти в интерфейсе ISA 62

36. Обзор параметров интерфейса SCSI 63

37. Организация интерфейса SCSI Протокол шины SCSI 63

Протокол шины 64

38. Обзор параметров шины PCI 65

39. Протокол шины PCI 66

40. Адресация устройств PCI 68

41. Команды шины PCI 70

42.Прерывания в интерфейсе PCI 71

43. Эволюция интерфейса ATA 72

(NULL !) 44. Назначение контактов разъема IDE 74

(NULL !) 45. Прием и передача данных хостом в режиме PI 74

1.Интерфейсы вычислительных систем. Общие положения. Способы подключения

Интерфейсы – связь одного объекта с другим.

По своему характеру любой интерфейс можно разделить на две части:

1. Логическая организация интерфейса – алгоритм обмена данными, который используется в данном интерфейсе.

2. Электрическая часть – описывает вид, форму и частоту сигналов, определяет максимально возможное число участников обмена и накладывает ограничения на удаленность связываемых объектов друг относительно друга.

По своему предназначению интерфейсы можно разделить на:

1. Внутриприборные [приборные] – интерфейсы, электрические сигналы которых не предполагают вывод сигналов на разъемы, т.е. предполагается лишь наилучший способ прохождения сигнала. Это означает, что сигнал не защищен от помех и наличия паразитных емкостей, сопротивления и индуктивностей, что может сорвать обмен.

2. Внешние.

Любые интерфейсы могут быть:

1. Параллельными.

2. Последовательными.

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В I2C традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами, шины ATA, SCSI и все шины расширения. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, и двухпроводной) линии. Эта линия может быть как однонаправленной (например, в RS-232C, реализуемой СОМ-портом, шине Fire Wire, SPI, JTAG), так и двунаправленной (USB, 1²С).

При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способ­ность. Технический прогресс приводит к неуклонному росту объемов передаваемой информации. Если раньше матричные принтеры, печатающие в символьном режи­ме, могли обходиться и СОМ-портом с невысокой пропускной способностью, то современным лазерным принтерам при высоком разрешении не хватает произво­дительности даже самых быстрых LPT-портов.

Вполне очевидно, что при одинаковом быстродействии приемопередающих цепей и пропускной способности соединительных линий по скорости передачи параллель­ный интерфейс должен превосходить последовательный. Однако повышение про­изводительности за счет увеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойства соединительных кабелей. В случае параллельного интерфей­са начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по линиям ка­беля и, что самое неприятное, задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствие неидентичности проводов и контактов разъемов. Для на­дежной передачи данных временные диаграммы обмена строятся с учетом возмож­ного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих рост пропускной способности параллельных интерфейсов.

Немаловажен для интерфейса контроль достоверности передачи данных, который, увы, имеется далеко не везде. «Ветераном» контроля является шина SCSI с ее битом паритета (который незадачливые пользователи иногда норовят отключить, «чтоб не сбоило»); контроль паритета применяется и в последовательных интерфейсах, и в шине PCI. Шина ISA в этом плане беззащитна, как и ее «потомок» — интер­фейс АТА, в котором до UltraDMA контроля достоверности не было. В новых интерфейсах контролю достоверности уделяется серьезное внимание, поскольку они, как правило, рассчитываются на экстремальные условия работы (высокие частоты, большие расстояния и помехи). Контроль достоверности может произ­водиться и на более высоких протокольных уровнях (контроль целостности паке­тов и их полей), но на аппаратном уровне он работает, естественно, быстрее.

Раз­личают три возможных режима обмена устройств — дуплексный, полудуплексный и симп­лексный. Дуплексный режим позволяет по одному каналу связи одновременно передавать информацию в обоих направлениях. Он может быть асимметричным, если значения пропускной способности в направлениях «туда» и «обратно» суще­ственно различаются, или симметричным. Полудуплексный режим позволяет пере­давать информацию «туда» и «обратно» поочередно. Симплексный - односторонний (во встреч­ном направлении передаются только вспомогательные сигналы интерфейса).

Другим немаловажным параметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств. Оно ограничивается как частотными свойствами кабелей, так и помехозащищенностью интерфейсов. Часть помех возникает от соседних ли­ ний интерфейса — это перекрестные помехи, защитой от которых может быть применение витых пар проводов для каждой линии. Другая часть помех вызыва­ ется искажением уровней сигналов.