17.Шина usb. Общая архитектура

USB(Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) является промышленным стандартом расширения архитектуры PC. Возможности USB определяется следующими тех. хар-ками:*Дешевое решение, поддерживающее скорость передачи до 12 Мбит/с. *мах длина кабеля для высокой скорости обмена – 5м * низкая скорость обмена – 1,5 Мбит/с. *мах длина кабеля для низкой скорости обмена – 3м *мах кол-во подключенных устройств – 127 *Возможно подключение устройств с различными скоростями обмена *напряжение питания для переферийных устройств – 5В

18.Шина usb. Свойства устройств

Спецификация USB достаточно жестко определяет набор свойств, которые должно поддерживать любое USB-устройство:

• адресация – устройство должно отзываться на назначенный ему уникальный адрес и только на него;

• конфигурирование – после включения или сброса устройство должно предоставлять нулевой адрес для возможности конфигурирования его портов;

• передача данных – устройство имеет набор конечных точек для обмена данными с хостом. Для конечных точек, допускающих разные типы передач, после конфигурирования доступен только один из них;

• управление энергопотреблением – любое устройство при подключении не должно потреблять от шины ток, превышающий 100 мА. При конфигурировании устройство заявляет свои потребности тока, но не более 500 мА. Если хаб не может обеспечить устройству заявленный ток, устройство не будет использоваться;

• приостановка – USB-устройство должно поддерживать приостановку (suspended mode), при которой его потребляемый ток не превышает 500 мкА. USB-устройство должно автоматически приостанавливаться при прекращении активности шины;

• удаленное пробуждение – возможность удаленного пробуждения (remote wakeup) позволяет приостановленному USB-устройству подать сигнал хосту, который тоже может находиться в приостановленном состоянии. Возможность удаленного пробуждения описывается в конфигурации USB-устройства. При конфигурировании эта функция может быть запрещена.

19.Шина usb. Принципы передачи данных

Механизм передачи данных является асинхронным и блочным. Блок передаваемых данных называется USB-фреймом или USB-кадром и передается за фиксированный временной интервал.

Для передачи команд (и данных, входящих в состав команд) используется канал по умолчанию, а для передачи данных открываются либо потоковые каналы, либо каналы сообщений.

Все операции по передачи данных по шине USB инициируются хостом.

20.Шина usb.Логические уровни обмена данными

Логические уровни обмена данными

Спецификация USB определяет три логических уровня с определенными правилами взаимодействия. USB-устройство содержит интерфейсную, логическую и функциональную части. Хост тоже делится на три части – интерфейсную, системную и ПО операция обмена данными между прикладной программой и шиной USB выполняется путем передачи буферов памяти через следующие уровни:

уровень клиентского ПО в хосте:

• обычно представляется драйвером USB-устройства;

• обеспечивает взаимодействие пользователя с операционной системой с одной стороны и системным драйвером с другой;

• управляет нумерацией устройств на шине;

• управляет распределением пропускной способности шины и мощности питания;

• обрабатывает запросы пользовательских драйверов;

o        уровень хост-контроллера интерфейса шины USB (HCD, Host Controller Driver):

• преобразует запросы ввода/вывода в структуры данных, по которым выполняются физические транзакции;

• работает с регистрами хоста.

Шина USB имеет три режима передачи данных:

• низкоскоростной (LS, Low-speed);

• полноскоростной (LF, Full-speed);

• высокоскоростной (HS, High-speed, только для USB 2.0).

операция обмена данными между прикладной программой и шиной USB выполняется путем передачи буферов памяти через следующие уровни:

o        уровень клиентского ПО в хосте:

• обычно представляется драйвером USB-устройства;

• обеспечивает взаимодействие пользователя с операционной системой с одной стороны и системным драйвером с другой;

• уровень системного драйвера USB в хосте(USB, Universal Serial Bus Driver):

После́довательный порт (англ. serial port, COM-порт^[1], англ. communications port) — сленговое название интерфейса стандарта RS-232, которым массово оснащались персональные компьютеры. Порт называется «последовательным», так как информация через него передаётся по одному биту, последовательно бит за битом (в отличие от параллельного порта).

RS-232C. Сейчас он используется для соединения с источниками бесперебойного питания, для связи с аппаратными средствами разработки встраиваемых вычислительных систем, спутниковыми ресиверами, кассовыми аппаратами, с приборами систем безопасности объектов, и т д С помощью COM-порта можно соединить два компьютера, используя так называемый «нуль-модемный кабель»

(Достоинством технологии является крайняя простота оборудования. Недостатком является низкая скорость, крупные размеры разъемов, а также зачастую высокие требования ко времени отклика ОС и драйвера и большое количество прерываний.

D-образные разъёмы: 9- и 25-контактные

В настоящее время в IBM PC-совместимых компьютерах практически вытеснен интерфейсом USB.

IrDa

Передатчик инфракрасного излучения реализуется с помощью светоизлучающего диода – LED (Light Emitting Diode) с длиной волны 0,85-0,90 микрометров Угол расхождения лучей в LED составляет 30°. Небольшая мощность излучения уменьшает потребление электропитания, однако ограничивает зону уверенного приема сигналов до 1 м. Приемник реализуется с помощью фотодетектора, преобразующего световые сигналы в электрические. Обычно приемник и передатчик реализуются в виде единого блока – приемопередатчика.

Соединение в IrDA выполняется между двумя устройствами, одно из которых выполняет функции первичного устройства, другое – вторичного. Первичное устройство инициирует определение другого устройства и, в случае обнаружения другого устройства, может инициировать соединение. После открытия соединения первичное устройство посылает данные на вторичное устройство, периодически давая возможность вторичному устройству, в свою очередь, передавать данные. После окончание обмена данными соединение закрывается.

Первоначально скорость передачи составляла 115,2 Кбит/c, однако в последней действующей спецификации скорость повышена до 4 и 16 Мбит/с. В 2009 ᴦ. комитет IrDA принял спецификацию Giga-IR для скорости передачи 1 Гбит/с (125 Мбайт/с) и начал разработку спецификации для скорости 10 Гбит/с.

В качестве устройств сопряжения с каналом связи в IrDA используются адаптеры. На одном конце адаптера находится приемопередатчик IrDA с электронным блоком кодировки и управления, на другом – разъем для подключения либо к материнской плате (адаптер материнская плата – IrDA) (рис. 1.3.13а), либо разъем USB (адаптер USB-IrDA) (рис. 1.3.13б).

Рис. 1.3.13. Адаптеры IrDA: а) адаптер материнская плата – IrDA;

б) адаптеры USB-IrDA (во втором адаптере дальность приема-передачи увеличивается на длину кабеля)

LPT

IEEE 1284, LPT (англ. Line Print Terminal; также параллельный порт, порт принтера) — международный стандарт параллельного интерфейса для подключения периферийных устройств персонального компьютера.

В основном используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устройств однако может применяться и для других целей (организация связи между двумя компьютерами, подключение каких-либо механизмов телесигнализации и телеуправления).

В основе данного стандарта лежит интерфейс Centronics и его расширенные версии (ECP, EPP).

Название LPT образовано от наименования стандартного устройства принтера LPT1 

Порт на стороне управляющего устройства (компьютера) имеет 25-контактный 2-рядный разъём DB-25-female («мама») (IEEE 1284-A). Не путать с аналогичным male-разъёмом («папа»), который устанавливался на старых компьютерах и представляет собой 25-пиновый COM-порт. На периферийных устройствах обычно используется 36-контактный микроразъем ленточного типа Centronics (IEEE 1284-B), поэтому кабели для подключения периферийных устройств к компьютеру по параллельному порту обычно выполняются с 25-контактным разъёмом DB-25-male на одной стороне и 36-контактным IEEE 1284-B на другой (AB-кабель).

Скорость передачи данных может варьироваться и достигать 1,2 Мбит/с.

bluetooth.

Для обмена данными в Bluetooth используется метод передачи шумоподобного сигнала со скачкообразным переключением частот FHSS

Физическим каналом в сети Bluetooth принято называть канал с единой псевдослучайной последовательностью скачков частот, единой временной синхронизацией и едиными кодами доступа.

Скорость передачи данных в Bluetooth равна 1 или 3 Мбит/с. В версии 3.0 определена также скорость 24 Мбит/с.