IEEE-488 – стандарт, описывающий интерфейс подключения к шине цифровых измерительных приборов с помощью интерфейсной карты.
Интерфейсная шина общего назначения
•24 линии для одновременной передачи 8 параллельных битов данных, 8 управляющих сигналов (3 линии квитирования и 5 линий управления шиной), 8 линий заземления
•Максимальная скорость передачи данных – 1 Мбит/с
Принцип работы GPIB
•Интерфейсная карта – для подключения испытательного оборудования к компьютеру
•Системный контроллер = компьютер, выдает команду для управляемого устройства на выполнение операции – контроллер «разговаривает» (спикер), а управляемое устройство
«слушает» (слушатель)
•Слушатель – прибор, способный отправлять данные через GPIB (цифровые мультитермы и частотомеры)
•Спикер/слушатель – компьютеры, модемы и некоторые измерительные приборы
Передача данных в GPIB
61
•Параллельные линии данных: DI/O1…DI/O8
•Передаваемый байт подвергается квитированию через шину управления передачей данных
•3 строки подтверждения активности указывают, являются ли данные действительными
(DAV), готов ли адресованный прибор к приему данных (NRFD) или данные не приняты
(NDAC)
•Самый медленный прибор устанавливает скорость передачи
•Максимальная длина кабеля GPIB составляет 15 метров
Конфигурация соединителя IEEE-488
Шина SCSI
62
SCSI – шина параллельного ввода-вывода с шириной 8,16 или 32 бита, в зависимости от версии
Используется в:
•Серверах хранения и обработки данных
•Для передачи данных между компьютером и периферийными устройствами (жесткие
диски, ленточные накопители, сканеры и CD-дисководы)
Сигналы SCCI
•9 управляющих сигналов
•Сигналы данных
•Напряжение питания
•Заземление
63
Следовательно гибкий механизм управления устройствами (многозадачность) и максимальная скорость их работы
Последовательные шины
•USB
•RS-232
•SPI
•I2C
•CAN
•Firewire
Шина USB
USB – стандартная последовательная шина для подключения к компьютеру периферийный устройств (до 127 устройств, горячая замен).
Классификация:
•Низкоскоростные (USB 1.0 – 0,1875MBps)
•Скоростные (USB 1.1 – 1.5MBps)
•Высокоскоростные (USB 2.0 – 60MBps)
•Сверхскоростные (USB 3.0 – 625MBps)
Кабель до 3 м (USB 2.0 – до 5 м), или до 15 м с помощью разветвителя
Кабель и коннекторы USB (до USB 2.0)
64
Четырёхпроводной кабель включает:
•Витая пара для устранения помех при передаче данных
•Провод +5В
•Провод заземления
Разъёмы на хосте относятся к типу А, а разъёмы для периферийных устройств – к типу B.
Стандарт USB также определяет разъемы меньшего размера, обозначаемые mini и micro
Формат данных USB
Последовательные данные передаются по витой паре (D+ и D-) с использованием полудуплексного дифференциального режима в пакетах с использованием NRZI с уровнем 3,3В
Пакет может содержать поля:
•Sync field (синхронизации) – в начале всех пакетов, для синхронизации тактов приемника с тактами передатчика
•PID filed (идентификации) – для идентификации типа передаваемого пакета
•ADDR filed (адреса) – указывает, на какое устройство отправляется пакет, 7 битов позволяют поддерживать 127 устройств
•Data field (данных) – содержит до 1024 байтов данных
•ENDP field (конечной точки) – указывает на источник данных или приемник
•CRC field – циклические проверки на избыточность
•EOP filed – указывает на конец пакета
65
Типы пакетов USB
•пакет маркера – указывает тип транзакции
•Пакет данных – содержит физические данные
•Пакет квитирования – подтверждает транзакцию
•Пакет начала кадра – начинает новый кадр
Шина USB 3.0
2 дополнительные витые пары для данных + дополнительное заземление, дуплексная (!). Одна витая пара – для приема данных, а две дополнительные витые пары –для отправки высокосортных данных.
•Скорость 4,8 Гбит/с (в десять раз быстрее, чем USB 2.0)
•Разъёмы USB 3.0 содержат 9 контактов (вместо четырёх)
•Разъем USB 3.0 совместим с устройством USB 2.0, где доступны четыре передних контакта
Шина RS-232
66
RS-232 – стандарт односторонней передачи данных в синхронном или асинхронном форматах (заменен на USB из-за ограниченной скорости, больших требований к напряжению и большого размера разъёма). Стандарт предназначен для одного передающего устройства и одного приемного устройства с максимальной длинной кабеля 15м, максимальная скорость 20кбит/с
Формат данных состоит из 7-8 битов данных, начального бита, бита четности и стоп бита. Данные передаются в формате NRZ.
Шина SPI
SPI – синхронная последовательная шина, 4 провода:
•MOSI инициируется ведущим и принимается ведомым
67
•MISO инициируется ведомым и принимается ведущим
•SCLK генерируется мастером для синхронизации передачи данных
•SS генерируется мастером для выбора отельного ведомого Полный дуплекс до 10 Мбит/с
Шина I2C
I2C – внутренняя последовательная шина для подключения микросхем на печатной плате
Требует только 2 линии (+земля), экономит место на плате. Данные отправляются последовательно по линии SDA, а такты отправляются по линии SCL.
CAN – шина
CAN – дифференциальная последовательная шина для автомобильных приложений и аэрокосмических систем. Состоит из витой пары сигнальных линий CAN H и CAN L, земли. Данные передаются в формате NRZ.
Шина FIREWIRE
68
Firewire – высокоскоростная внешняя последовательная шина для высокоскоростной связи и передачи данных в режиме реального времени. Используются в профессиональном аудио- и видеооборудовании, видеокамерах, DVD-плеерах, внешних жестких дисках, в некоторых автомобильных и авиационных приложениях. Похожа на USB, но имеет более высокую скорость передачи данных и может обрабатывать больше данных.
69