Модуль 3

Раздел 6 Стандартные интерфейсы – ISA, PCI, AGP, SCSI, USB

Тема 6.1 Системная шина (магистраль) ISA. Шина PCI

Краткая аннотация стандартных интерфейсов. Исторический аспект развития и характеристики шины ISA. Шина MCA, отличительные признаки MCA Расширения шины ISA: EISA, VLB, VESA, разрядность, тактовая частота, скорость обмена информацией.

Стандарт PCI. Подключение (мосты) PCI к системной шине. Типы стандартных плат PCI. Спецификация Plug and Play, пакетная передача информации, арбитраж, характеристики шины

Протоколы шин ISA,PCI. Системный контроллер ввода-вывода для сопряжения шин PCI и ISA

Тема 6.2 Магистральный интерфейс AGP.

Назначение и системная логика порта AGP.Спецификация AGP. Режимы работы AGP: DMA и Execute. Факторы, обеспечивающие «ускоренность» порта: конвейеризация операций обращения к памяти, сдвоенные передачи данных, демультиплексирование. Транзакции AGP. Совместимость стандартов AGP

Тема 6.3 Интерфейс ввода-вывода SCSI.

История создания SCSI. Эволюция стандартов SCSI. SCSI контроллер. Концепция SCSI. Фазы работы шины. Система команд. Хост-адаптеры

Модификации SATA и PATA.Сравнительные характеристики

Тема 6.4 Шина USB.

Исторический аспект разработки шины USB. Преимущества USB. Стандарты USB. Совместимость стандартов. Функции хоста USB. Микросхемы для реализации USB-интерфейса. Фазы транзакций USB. Топология интерфейса USB, функции уровней. Типы пересылок информации. Обзор устройств USB 3.0

Модуль 4

Раздел 7 Связные интерфейсы – RS-232

Тема 7.1 Организация интерфейса RS-232

Назначение интерфейса RS-232,обозначение устройств в интерфейсе, совместимость устройств, развитие стандартов RS-232. Управление потоком данных, обнаружение ошибок. Логическая и электрическая организация RS-232. Скорость обмена, количество устройств, конфликты в последовательном интерфейсе. Токовая петля: историческая справка, схемы токовой петли, сравнение с RS-232

Раздел 8. Интерфейсы Centronics, RS-485, IDE, GPIB

Тема 8.1 Параллельный порт Centronics

История создания и применение параллельного порта Centronics. Назначение порта Centronics, адаптер параллельного интерфейса, фирменные расширения первоначального интерфейса. Режимы работы параллельного порта, соответствие режимам стандарта IEEE 1284. Протоколы SPP, EPP, ECP. Режимы обмена данными

Тема 8.2 Интерфейс RS-485

Интерфейс RS-485 (EIA/TIA-485) – стандарт физического уровня связи. Технические характеристики интерфейса. Аппаратная реализация интерфейса. Согласование и конфигурация линий связи. Защитное смещение (функции безотказности). Организация протоколов связи: централизованный, децентрализованный. Программные методы защиты от сбоев. Защита от перенапряжения, дополнительные меры защиты от помех. Проблемы выбора интерфейсов RS-232 и RS-485

Тема 8.3 Интерфейс IDE

Спецификация IDE/ATA: история развития, особенности интерфейса. Современные реализации IDE/ATA. Ограниченность IDE. Enhanced IDE. Ускоренный обмен данными. Поддержка двух портов АТА. Возможность подключения приводов CD-ROM и стриммеров. Использование дисков большой ёмкости. Повышение скорости обмена. Скоростные режимы PIO. Режимы DMA. Сравнение DMA и PIO. Увеличение числа устройств. Подключение устройств ATAPI. EIDE в сравнении со стандартным АТА

Протоколы IDE.

Тема 8.4 Интерфейс GPIB

Интерфейсная шина общего назначения GPIB - история создания. Характеристики и типы устройств шины. Команды. Управляющие последовательности IEEE-488.2. Протоколы контроллера 488.2. Стандарты IEEE, IEC, ГОСТ, HS-488 от National Instruments. Использование. Достоинства, недостатки. Общий драйвер. Мультиинтерфейсные возможности

Раздел 9 Особенности проектирования контроллеров систем ввода-вывода аналоговой информации

Тема 9.1 Контроллеры систем ввода вывода

Структура контроллеров ввода-вывода. Процесс взаимодействия контроллера и процессора

Уровни представления контроллеров систем ввода-вывода на различных стадиях проектирования

Аппаратные особенности использования PIC контроллеров

ЦАП и АЦП в микропроцессорных системах

4.3 Практические занятия

Раздел дисциплины	Наименование практической работы
1	Основные типы периферийных устройств Интерфейс. Определение, характеристики
2	Модели канала связи (Гаусс. Рэлей , Райс)
3	Функции системных и локальных интерфейсов Применение приборных интерфейсов. Стандарты интерфейсов
4	Форматы передачи информации. Способы ввода-вывода информации
5	Область применения контроллеров. Требования к аппаратуре ввода-вывода. Логические и физические принципы организации ввода-вывода
6	Стандартные интерфейсы. Стандарты, расширения, спецификации, арбитраж, характеристики шин
7	Организация интерфейса RS-232
8	Современное представление об интерфейсах Centronics, RS-485, IDE, GPIB
9	Проектирование контроллеров ввода-вывода. Требования, схемы, физическая реализация
1– 9	Подбор материалов по Internet и по публикациям в журналах о новинках вычислительной техники (по вариантам заданий)

4.4 Курсовое проектирование

Курсовое проектирование – не предусмотрено

4.5 Контрольная работа

Контрольная работа – не предусмотрена

4.6 Лабораторные занятия

Раздел дисциплины	Наименование лабораторной работы
1	Изучение ПУ. Назначение, технические параметры, принцип работы: – устройства ввода. Клавиатура. Сканеры, Плоттеры – устройства вывода. Мониторы. Принтеры
5	Изучение микроконтроллеров ввода-вывода. Архитектура, назначение, структура команд
5	Изучение микроконтроллеров семейства MCS-51. Архитектура, функциональные возможности, система команд.
5	Исследование функциональных возможностей микроконтроллера ввода-вывода на учебном УМПК-51 (EdSim51)
6	Изучение стандартных интерфейсов. Принципы построения, скорость обмена информацией, протоколы интерфейса SCSI, версии стандарта SCSI
6	Изучение стандартных интерфейсов. Принципы построения, скорость обмена информацией, протоколы интерфейса USB, версии стандарта USB
9	Исследование функциональных возможностей микроконтроллера ввода-вывода на учебном УМПК-51 (EdSim51). Функции АЦП-ЦАП