15. Малые периферийные интерфейсы эвм

Связь ПУ с его контроллером. Характеризуется широким разнообразием, проектируется под ПУ. Бывают параллельные и последовательные. По протяжённости - до единиц километров. По сложности - протоколы простые. Отсутствие или ограниченность средств адресации. Интерфейсы: клавиатуры, RS232, PS/2, мониторы, НГМД, IDE. RS232 - СОМ порт, асинхронный обмен, реализуется на микросхемах универсальных асинхронных приемопередатчиков (UART)

PS/2 - клавиатура, мышь. Синхронный последовательный двунаправленный интерфейс. Есть еще АТ интерфейс для клавы, отличается от PS/2 только разъемом, можно ставить переходник.

НГМД - накопители на гибких магнитных дисках подключаются к контроллеру через этот интерфейс, интерфейс устройств хранения. Все сигналы НГМД являются логическими с уровнями ТТЛ, активный уровень - низкий. Формирователи выходных сигналов имеют тип "открытый коллектор". Интерфейс подразумевает наличие терминаторов - загрузочных резисторов - для каждой сигнальной линии устройства.

IDE - подключение накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA. Интерфейс появился в результате переноса стандартного (для PC/AT) контроллера жесткого диска ближе к накопителю, т.е. создания устройств со встроенным контроллером.

ATA (англ. Advanced Technology Attachment, Присоединение по продвинутой технологии) — параллельный интерфейс подключения накопителей ( жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 90-е годы XX века был стандартом де факто на платформе IBM PC

Различные версии IDE/ATA с существенно различной пропускной способностью. Одна из первых версий интерфейса 1986 года имела пропускную способность 4 Мб/с. Последняя версия ATA/ATAPI-4 (PI - Package Interface) имеет пропускную способность 66 Мб/с - 100 Мб/с.

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA)

16. Последовательные малые периферийные интерфейсы

К последовательным малым периферийным интерфейсам относятся RS-232c, SPI, I2C (строго говоря, I2C – последовательный интерфейс контроллерной сети, связывает микроконтроллеры, поэтому нужно сказать, что его мы тоже относим к ПМПИ. Малые периферийные интерфейсы в основном предназначены для связи периферийного устройства (ПУ) с его контроллером.).

Последовательные интерфейсы на данный момент времени используются куда чаще, чем параллельные, поскольку дешевле (одна линия вместо нескольких) и бывает быстрее (хотя в общем параллельный интерфейс обязан быть быстрее, но – как минимум присутствует коррекция ошибок). [Упомянуть про помехозащищенность – несколько линий рядом требуют доп.затрат на изоляцию, т.к. происходят перекрестные наводки. В последовательном интерфейсе линия одна и проще проконтролировать и/или исправить ошибку. Всё это одновременно влияет и на скорость, и на цену].

Использование последовательных интерфейсов приводит к тому, что необходимо использовать дополнительные элементы для преобразования последовательного кода в параллельный (поскольку шины данных как правило многоразрядны) и наоборот. Решением является, например, сдвиговый регистр с параллельным выходом и последовательным входом (прием данных) или сдвиговый регистр с последовательным выходом и параллельным входом (передача данных через последовательный интерфейс).

Характеристики:

• Пропускная способность (производительность) до 115200 бит/с (RS-232c), от нескольких кбит/с до нескольких Мбит/с (SPI), 400 килобит/с (I2C)

• Разрядность слова данных – 1 бит = последовательный интерфейс

• Протяжённость. до 15 метров (RS-232c), до 15 метров (SPI), 1 метр (I2C)

• Синхронный или асинхронный интерфейс и тот, и тот вариант (RS-232c), синхронный (SPI), синхронный (I2C)

• Симплексный, полудуплексный, дуплексный обмен. дуплекс (RS-232c), дуплекс (SPI), дуплекс (I2C)

• Топология. Точка-точка (RS-232c), цепочка (SPI), общая шина (I2C)

Можно продолжить про UART и RS-232c.