- •3.1. Инфракрасный интерфейс IrDa
- •3.2. Радиоинтерфейс Bluetooth
- •4.1. Шина usb
- •4.1.1. Организация шины usb
- •4.1.2. Модель передачи данных
- •4.1.3. Протокол
- •4.1.4. Типы передач данных
- •4.1.5. Синхронизация при изохронной передаче
- •4.1.6. Хост
- •4.1.7. Применение шины usb
- •4.1.8. Разработка собственных устройств usb
- •4.2. Шина ieee1394 - FireWire
- •4.2.1. Физический уровень сети
- •4.2.2. Протокол ieee1394
- •4.2.3. Устройства и адаптеры 1394
- •4.2.4. Использование 1394
4.1.8. Разработка собственных устройств usb
Несмотря на довольно сложный протокол обмена, интерфейсом USB можно снабдить и периферийные устройства собственной разработки. Для этого выпускается • широкий ассортимент микросхем, со стороны USB различающихся скоростями обмена (LS, FSили HS),числом и возможностями конечных точек (тип передач, размер буфера). Функциональное назначение этих микросхем различно. С портом USB выпускаются микроконтроллеры на ядре MCS51,М68НС05, М68НС11 или RISC-архитектуры; они различаются объемом памяти (оперативной и энергонезависимой), производительностью, питанием, потреблением. Микроконтроллеры могут иметь встроенные устройства АЦП/ЦАП, дискретные линии ввода-вывода общего назначения, последовательные и параллельные порты различных типов. Их можно использовать для подключения устройств с любыми интерфейсами, сигнальных процессоров и т. п: Из этого ассортимента можно выбрать подходящую микросхему, на базе которой разрабатываемое устройство будет реализовано с минимальным числом дополнительных элементов. К микроконтроллерам прилагаются и средства разработки их встроенного ПО (firmware) —самой сложной части такого устройства. Есть микроконтроллеры с USB, способные работать без программирования энергонезависимой памяти; микроконтроллеры серии EzUSB фирмы Cypress Semiconductorкаждый раз загружают свою программу в ОЗУ по шине USB из хост-компьютера в процессе подключения. Конечно, такая гибкость нужна не всегда, и до подключения к компьютеру устройство остается «мертвым».
Есть и периферийные микросхемы — порты USB, подключаемые к микроконтроллерам параллельной 8/16-битной шиной данных с обычным набором управляющих сигналов (CS#, RD#, WR#...),линией запроса прерывания и, возможно, сигналами канала DMA.Выпускаются и специализированные преобразователи интерфейсов USB в последовательный (RS-232, RS-422/485)и параллельный, не требующие
программирования (нужно лишь записать в EEPROMидентификатор устройства). Есть и микросхемы USB,сочетающие в себе и функции, и хабы. Все варианты не перечислить, тем более что все время появляются новые микросхемы. Информацию о них можно найти в Сети (www.cypress.com, www.devasys.com,www.iged.com,www.microchip.com,www.netohip. corn, www.motorola.com.www.serniconductor.philips. corn, www.natsemi.com, www.intel.com, www.ftdichip.com, www.gigatechnology.com). Немаловажная часть разработки собственных устройств — программное обеспечение для хост-компьютера, которое доносит до пользователя всю пользу устройства. В ряде случаев удается воспользоваться готовыми драйверами (например, драйвером виртуального СОМ-порта для преобразователя интерфейса). В других случаях ПО приходится писать самостоятельно, и хорошо, когда изготовитель микросхем с USB заботится о предоставлении инструментальных средств разработки всех частей ПО.
4.2. Шина ieee1394 - FireWire
Стандарт для высокопроизводительной последовательной шины (High Performance Serial Bus),получивший официальное название IEEE1394, был принят в 1995 году. Целью являлось создание шины, не уступающей параллельным шинам при существенном удешевлении и повышении удобства подключения (за счет перехода на последовательный интерфейс). Стандарт основан на шине FireWire, используемой Apple Computerв качестве дешевой альтернативы SCSIв компьютерахMacintoshи PowerMac.Название FireWire («огненный провод») теперь применяется и к реализациям IEEE1394, оно сосуществует с кратким обозначением 1394. Другое название того же интерфейса — iLink,а иногда и Digital Link —используется фирмой Sonyприменительно к устройствам бытовой электроники. MultiMedia Connection —имя, используемое в логотипе 1394 High Performance Serial Bus Trade Association (1394TA).
Стандарт 1394 определяет три возможные частоты передачи сигналов по кабелям:
98,304, 196,608 и 393,216 Мбит/с, которые округляют до 100, 200 и 400 Мбит/с. Частоты в стандарте обозначаются как S100, S200и S400соответственно. В последней утвержденной ревизии стандарта, Р1394-2000, новых скоростей (S800, S1600 и S3200)еще не появилось, и сейчас 1394 сосуществует с шиной USB, для которой в спецификации USB 2.0 уже определена скорость 480 Мбит/с.
Основные свойства шины FireWireперечислены ниже.
• Многофункциональность.Шина обеспечивает цифровую связь до 63 устройств без применения дополнительной аппаратуры (хабов). Устройства бытовой электроники — цифровые камкордеры (записывающие видеокамеры), камеры для видеоконференций, фотокамеры, приемники кабельного и спутникового телевидения, цифровые видеоплейеры (CDи DVD),акустические системы, цифровые музыкальные инструменты, а также периферийные устройства компьютеров (принтеры, сканеры, устройства дисковой памяти) и сами компьютеры могут объединяться в единую сеть.
• Высокая скорость обмена и изохронные передачи.Шина позволяет даже на начальном уровне (S100)передавать одновременно два канала видео (30 кадров в секунду) широковещательного качества и стерео-аудиосигнал с качеством CD.
• Низкая цена компонентов и кабеля.
• Легкость установки и использования. FireWireрасширяет технологию РпР. Система допускает динамическое (горячее) подключение и отключение устройств. Устройства автоматически распознаются и конфигурируются при включении/ отключении. Питание от шины (ток до 1,5 А) позволяет подключенным устройствам общаться с системой даже при отключении их питания. Управлять шиной и другими устройствами могут не только PC,но и другие «интеллектуальные» устройства бытовой электроники.
FireWire по инициативе VESAпозиционируется как шина «домашней сети», объединяющей всю бытовую и компьютерную техни1су в единый комплекс. Эта сеть является одноранговой (peer-to-peer),чем существенно отличается от USB.