9. Основы организации интерфейса с хост- устройствами в микропроцессорных системах.
Хост устройство (host)– устройство хозяин, устройство способное принимать подключения нескольких гостевых устройств (device). По схеме host-deviceпостроено несколько интерфейсов: USB, IEE1394(fire-wire), ATA/SATA.
Исходя из вопроса, предполагается, что имеется некое хост устройство (ПК) и к нему подключается наш МК. МК при этом является гостевым устройством (device).
Подключить МК к ПК можно НАПРИМЕР через интерфейс USB. Для этого необходим USBконтроллер либо внешний (в виде отдельной микросхемы), либо встроенный в МК. Пример внешнего контроллера, микросхема FT2232RL, реализующая на ПК виртуальный COMпорт.
Также возможны связь ПК и МК через интерфейс USART. USARTконтроллеры встроены в большинство МК. Протоколы интерфейсов UARTи RS-232 схожи, интерфейсыотличаются лишь аппаратной реализацией (уровнями сигналов). Через микросхему интерфейса RS-232 осуществляется связь с ПК. МК выводит данные через UARTна микросхему, которая передает по интерфейсу RS-232 в компьютер.
Описание USART (из 8 вопроса)
USART - универсальный
синхронный и асинхронный приемник и
передатчик,преобразует заданный набор
данных в последовательный вид так чтобы
было возможно передать их по однопроводной
цифровой линии другому аналогичному
устройству
Он имеет следующие основные особенности:
-
полно-дуплексная организация (независимые регистраторы последовательного приема и передачи);
-
синхронный и асинхронный режимы работы;
-
синхронизация как от ведущего, так и от ведомого устройства;
-
выбор скорости передачи информации в широких пределах;
-
поддержка кадров длиной 5—9 битов и 1 или 2 стоп-бита;
-
аппаратная поддержка генерации и проверки сигнала четности;
-
обнаружение переполнения данных; - обнаружение ошибок кадрирования;
-
низкоуровневая цифровая фильтрация и обнаружение ложного стопового бита;
-
три источника прерывания: «Передача завершена», «Регистр данных передатчика пуст», «Прием завершен»;
-
режим межпроцессорной связи;
-
двухскоростной режим асинхронной передачи
RxD -ввод данных, TxD – вывод данных, XCK–синхронизация.
Описание USB из лекций.
Для решения данной задачи необходимо применение специальных МК, снабженных USB-контроллером (например, МК АТmega32U4 фирмы Atmel).
Контроллер USB является необходимым оборудованием для обеспечения передачи информации по интерфейсу USB.
ТочкаUSBможетработатьводномиз 4-хрежимов: controltransfers, bulkdatatransfers, isochronocs transfers, interrupts.
Управление
USB контроллером осуществляется
из следующих регистров: UHWCON,
USBCON, USBSTA, USBINT.
USB контроллеру необходимо 48 МГц тактирование (для полноценной скорости передачи данных). Это обеспечивается подключением внешнего кварцевого резонатора например.
Общий формат пакета данных:
-
SYNK-преамбула
-
ID-указывает на то, что это за пакет
-
ADDR-адресвродеб (IN, OUT, SETUP)
-
№ кадра – сколько в пакетах SOF
-
DATA – данные (до 1023 байт)
-
CRC – контрольные биты.
3 режимаскоростиUSB: low speed (1.5 Mbit/s), Full speed (12), High speed (480).
PLL – phaselockloop.