1. СИНХРОННЫЙ ОБМЕН ДАНН_ЫМИ .................................................................................... 50

2. АСИНХРОННЫЙ ОБМЕН ДАННЫМИ С ПРОГРАММНОЙ ПРОВЕРКОЙ ГОТОВНОСТИ ............ 51

3. АСИНХРОННЫЙ ОБМЕН ДАННЫМИ С АППАРАТНОЙ ПР_{ОВЕРКОЙ ГОТОВНОСТИ} ............... 53

   1. Система прерываний ......................................................................................... 53

   2. Классификация прерываний ............................................................................. 54

   3. Функции системы прерываний и их реализация ............................................ 56

   4. Аппаратный полинг ........................................................................................... 59

   5. Характеристики систем прерываний ............................................................... 60

   6. Контроллер прерываний 8259A ........................................................................ 61

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА В РЕЖИМЕ ПРЯМОГО ДОСТУ_ПА .................................................. 62

   1. Общие принципы организации ПДП ............................................................... 63

   2. DMA-контроллеры персонального компьютера ............................................. 65

1. Аппаратные интерфейсы вычислительных систем ..................................... 68

   1. ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРА_{ТНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ} ............................................................ 68

   2. ФУНКЦИИ АППАРАТНЫХ ИН_{ТЕРФЕЙСОВ} .......................................................................... 74

   3. КЛАССИФИКАЦИЯ АППАРАТНЫХ ИНТЕРФ_ЕЙСОВ ............................................................. 78

   4. ПОНЯТИЕ ИНТЕРФЕЙСНЫХ _СИСТЕМ ................................................................................ 80

   5. РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ: ПРОБЛЕМЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ...... 80

      1. Электромагнитные помехи ............................................................................... 80

      2. Характеристики линии связи ............................................................................ 82

      3. Виды линий связи .............................................................................................. 85

      4. Сбалансированная схема ................................................................................... 86

      5. Симметричная и несимметричная схема передачи сигналов ........................ 88

      6. Виды кодирования ............................................................................................. 92

      7. Приемопередатчик последовательного интерфейса ....................................... 97

      8. Особенности параллельных интерфейсов ..................................................... 101

      9. Мультиплексирование, конвейеризация, блочная передача ........................ 102

      10. Устройства гальванической изоляции в аппаратных интерфейсах ............. 103

      11. Горячее подключение и автоконфигурирование ........................................... 111

   6. ВНУТРИСИСТЕМНЫЙ ИНТЕРФЕЙС AMBA ..................................................................... 113

      1. Внутрисистемный интерфейс AMBA AHB .................................................. 117

      2. Системный интерфейс AMBA ASB ................................................................ 124

      3. Периферийный интерфейс AMBA APB ......................................................... 127

   7. С_{ИСТЕМНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ} ........................................................................................... 131

      1. Интерфейс PCI ................................................................................................. 131

      2. Интерфейс PCI Express .................................................................................... 142

   8. СТАНДАРТНЫЕ ПЕРИФЕРИЙ_{НЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ} ............................................................. 144

      1. Интерфейс SCSI ............................................................................................... 144

      2. Интерфейс SAS ................................................................................................ 148

      3. Сравнение SAS и параллельного SCSI .......................................................... 149

      4. Сравнение SAS и SATA ................................................................................... 149

   9. МАЛЫЕ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ ИН_{ТЕРФЕЙСЫ} ......................................................................... 150

      1. Интерфейс RS-232 ........................................................................................... 150

      2. Интерфейс SPI .................................................................................................. 161

      3. Интерфейс Centronics ...................................................................................... 167

      4. Интерфейс SATA .............................................................................................. 172

   10. К_{ОНТРОЛЛЕРНЫЕ СЕТИ} .................................................................................................. 175

       1. Интерфейс rs-485 ........................................................................................... 175

       2. Интерфейс 1-Wire ............................................................................................ 180

       3. Интерфейс I²C .................................................................................................. 182 3.10.4 Интерфейс USB .......................................................................................... 194

   11. СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ. БЕСПРОВОДНЫЕ СЕНСОРНЫЕ

СЕТИ ........................................................................................................................... 198

1. Сети передачи данных ..................................................................................... 198

2. Беспроводные сенсорные сети ....................................................................... 198

ПРИЛОЖЕНИЕ А. СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА УЧЕБНОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

SDK-1.1 .............................................................................................................................. 203

А.1 Н_{АЗНАЧЕНИЕ СТЕНДА} .................................................................................................... 203

А.2 С_{ОСТАВ СТЕНДА} ............................................................................................................ 203

А.3 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ ЯДРО И _{СИСТЕМА ВВОДА}-_ВЫВОДА ................................................. 204

А.3.1 Микроконтроллер ADuC812 ........................................................................... 205

А.3.2 Внешняя память программ и данных ............................................................ 206

А.3.3 Порты ввода-вывода ........................................................................................ 207

А.3.4 Расширитель портов ввода-вывода ................................................................ 209

А.3.5 Периферийные устройства, подключенные к расширителю портов ввода-

вывода ............................................................................................................... 209

А.3.6 Аналоговый ввод-вывод .................................................................................. 212

А.3.7 I²C-устройства .................................................................................................. 213

А.3.8 Последовательные и параллельные интерфейсы .......................................... 214

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. КОМПЛЕКС ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ДЛЯ УЧЕБНОГО

ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА SDK-1.1 ........................................................................................ 216

Б.1 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 «ДИСКРЕТНЫЕ ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА» ........................ 216

Б.1.1 Задание .............................................................................................................. 216

Б.1.2 Порты ввода-вывода ........................................................................................ 216

Б.1.3 Описание работы ............................................................................................. 217

Б.1.4 Требования к выполнению работы ................................................................. 218

Б.1.5 Содержание отчета .......................................................................................... 219

Б.1.6 Литература ........................................................................................................ 219

Б.1.7 Варианты заданий ............................................................................................ 219

Б.2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «Т_АЙМЕРЫ. С_ИСТЕМА ПРЕРЫВАНИЙ» ............................ 223

Б.2.1 Задание .............................................................................................................. 223

Б.2.2 Таймеры-счетчики ........................................................................................... 223

Б.2.3 Описание работы ............................................................................................. 224

Б.2.4 Особенности обработки прерываний в стенде SDK-1.1 .............................. 226

Б.2.5 Требования к выполнению работы ................................................................. 230

Б.2.6 Содержание отчета .......................................................................................... 230

Б.2.7 Литература ........................................................................................................ 230

Б.2.8 Варианты заданий ............................................................................................ 230

Б.3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 «П_{ОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС} RS-232. UART» .... 233

Б.3.1 Задание .............................................................................................................. 233

Б.3.2 Особенности последовательного интерфейса в микроконтроллере с ядром

MCS-51 .............................................................................................................. 233

Б.3.3 Организация буферизированного последовательного ввода-вывода в стенде

SDK-1.1 ............................................................................................................. 234

Б.3.4 Организация программы ................................................................................. 235

Б.3.5 Организация обработчика прерывания UART .............................................. 236

Б.3.6 Описание работы ............................................................................................. 237

Б.3.7 Требования к выполнению работы ................................................................. 238

Б.3.8 Содержание отчета .......................................................................................... 238

Б.3.9 Литература ........................................................................................................ 239

Б.3.10 Варианты заданий ............................................................................................ 239

Б.4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 «КЛАВИАТУРА» .............................................................. 243

Б.4.1 Задание .............................................................................................................. 243

Б.4.2 Матричная клавиатура ..................................................................................... 243

Б.4.3 Описание работы ............................................................................................. 248

Б.4.4 Требования к выполнению работы ................................................................. 251

Б.4.5 Содержание отчета .......................................................................................... 251

Б.4.6 Литература ........................................................................................................ 252

Б.4.7 Варианты заданий ............................................................................................ 252

Б.5 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 «Ж_{ИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ} ИНДИКАТОР» ..................... 254 Б.5.1 Задание .............................................................................................................. 254

Б.5.2 Описание работы ............................................................................................. 254

Б.5.3 Требования к выполнению работы ................................................................. 258

Б.5.4 Содержание отчета .......................................................................................... 258

Б.5.5 Литература ........................................................................................................ 258

Б.5.6 Варианты заданий ............................................................................................ 258

Б.6 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 «П_{ОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ} И_{НТЕРФЕЙС} I²C» ........................ 262

Б.6.1 Задание .............................................................................................................. 262

Б.6.2 Описание работы ............................................................................................. 262

Б.6.3 Требования к выполнению работы ................................................................. 267

Б.6.4 Содержание отчета .......................................................................................... 267

Б.6.5 Литература ........................................................................................................ 268

Б.6.6 Варианты заданий ............................................................................................ 268

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ............................ 275

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ СИ ........ 278

Г.1 СОГЛАШЕНИЯ ПО ИДЕНТИФ_{ИКАТОРАМ} ......................................................................... 278

Г.1.1 Подбор идентификаторов ................................................................................ 278

Г.1.2 Написание идентификаторов .......................................................................... 278

Г.2 СОГЛАШЕНИЯ ПО САМОДОКУМЕНТИРУЕМОСТИ ПРОГР_АММ ......................................... 279

Г.2.1 Комментарии .................................................................................................... 279

Г.2.2 Спецификация функций .................................................................................. 279

Г.2.3 Спецификация программного файла или модуля ......................................... 280

Г.3 СОГЛАШЕНИЯ ПО ЧИТАЕМО_{СТИ ПРОГРАММ} .................................................................. 281

Г.3.1 Лесенка ............................................................................................................. 281

Г.3.2 Длина строк программного текста ................................................................. 282

Г.3.3 Прочие рекомендации ...................................................................................... 282

ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................................................. 284

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ .................................................................................... 290