4 . Программирование последовательного интерфейса

Для программирования последовательных интерфейсов, так же как и параллельных, можно использовать как ассемблер, так и языки высокого уровня.

Адресация последовательных портов аналогична адресации параллельных портов.

Обмен данными по интерфейсу RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным портам COM1 (адреса 3F8h … 3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса 2F8h … 2FFh, прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3E8h … 3EFh, прерывание IRQ10 или IRQ3) , COM4 (адреса 2E8h … 2EFh, прерывание IRQ11 илиIRQ4).

При запуске ЭВМ ОС проверяет адреса портов посредством опроса платы адаптера и заносит их в специальную область оперативной памяти ЭВМ. Затем ОС анализирует содержимое этой области и присваивает каждому порту имя в порядке расположения его адреса в памяти. Система опрашивает порты в порядке 3F8h, 2F8h, 3E8h и 2E8h. При нахождении порта определенного типа ОС включает его адрес в специальную таблицу в области памяти BIOS, начинающуюся с абсолютного адреса 0400 h (для параллельного порта задействованы 8 ячеек с адреса 0408h). При загрузке ОС считывает эти адреса из области данных BIOS и присваивает каждому из них имя в соответствии с порядком их расположения в этой области памяти: от COM1 до COM4.

При программировании последовательных ИФ кроме анализа регистра состояния ПУ и передачи ему управляющих сигналов путём чтения/записи соответствующих разрядов, выделенных для последовательного порта ячеек памяти, необходимо задавать также делители для различных скоростей передачи данных.

Кроме того, можно задавать длину информационного поля, число стоповых бит, наличие контроля чётности. Формат передаваемых данных содержит один стартовый бит, 5, 6, 7 или 8 бит данных бит чётности и один или два стоповых бита.

Поскольку при асинхронной передаче синхронизация приёмника осуществляется своим тактовым генератором по приходу стартового бита, тактовые частоты приёмника и передатчика должны быть согласованы с максимальным расхождением не более 10%.

Процедуры программирования последовательного ИФ также различаются в зависимости от того, какой тип подключения ПУ, (двух-, трёх-, или четырёх-проводной) используется. Все временные счётчики формируются на основе тактового генератора ЦП по прерываниям от системного таймера. Процедура приёма байта сложнее нежели процедура передачи, поскольку при приёме необходимо определять и корректировать ошибки передачи.

Анализ сигнала обнаружения несущей данных DCD необходим для определения работоспособности ПУ и исправности линий передачи. Для простоты этого анализа обычно данные кодируются манчестерским кодом. Если в линии долгое время (относительно размера кванта передаваемой информации) нет изменения сигнала (т.е. нет изменения потенциала), то это означает нарушение связи. Вся эта процедура означает контроль несущей частоты в линиях ИФ.

3 . Программирование параллельного интерфейса

Программирование параллельного порта для ЭВМ типа IBM PC возможно как на нижнем уровне (т.е. обращение по физическим адресам регистров порта) так и на верхнем уровне (т.е. через вызов программного прерывания 17h) . В обоих случаях для программирования может быть использован ассемблер и язык высокого уровня, поддерживающий поразрядное обращение к словам памяти.

Для полноценного программирования подключённых к параллельному порту внешних устройств возможностей программирования на верхнем уровне недостаточно, поэтому, как правило, используют второй способ программирования.

Любая программа должна состоять из процедур считывания базового адреса порта, записи в регистр управления и чтения регистра состояния с учётом инверсии битов регистров.

24. Опишите адресное пространство последовательного порта СОМ.

Обмен данными по интерфейсу RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным портам COM1 (адреса 3F8h … 3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса 2F8h … 2FFh, прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3E8h … 3 EFh, прерывание IRQ10 или IRQ3), COM4 (адреса 2E8h … 2EFh, прерывание IRQ11 илиIRQ4).

При запуске ЭВМ ОС проверяет адреса портов посредством опроса платы адаптера и заносит их в специальную область оперативной памяти ЭВМ. Затем ОС анализирует содержимое этой области и присваивает каждому порту имя в порядке расположения его адреса в памяти. Система опрашивает порты в порядке 3F8h, 2F8h, 3E8h и 2E8h. При нахождении порта определенного типа ОС включает его адрес в специальную таблицу в области памяти BIOS, начинающуюся с абсолютного адреса 0400h (для параллельного порта задействованы 8 ячеек с адреса 0408h). При загрузке ОС считывает эти адреса из области данных BIOS и присваивает каждому из них имя в соответствии с порядком их расположения в этой области памяти: от COM1 до COM4.

24. Опишите основные отличия инфракрасного интерфейса IrDA и радиоинтерфейса Bluetooth.

IrDA передатчики бывают:

1. низкоскоростные 1/5.2 Кбит,с

2. среднескоростные 1,152 Мбит,с

3. высокоскоростные 4 Мбайт,с

IrDA передатчики для средней и выской скорости могут обмениватся в режиме ПДП.

Bluetooth – используется пакетная передача и собственный протокол обмена.

Передча 2,4 кГц. Особенностью этой передачи в том, что передача идет с перескоком частот.

Используются 79 частот

24. Какие функции выполняют в модеме эхо-компенсатор, скремблер, схема синхронизации, относительный кодер и эквалайзер?

1. Структура модема

Связь с удаленными устройствами в настоящее время реализуется преимущественно при помощи модемов. Внутренняя структура модема отличается не только в зависимости от реализуемых функций, но и от фирмы производителя. Модем состоит из адаптеров портов канального интерфейса и интерфейса с ПЭВМ, универсального, сигнального и модемного процессоров, микросхем памяти и схемы индикаторов состояния модема. Если модем внутренний, вместо интерфейса с ПЭВМ может применяться ИФ внутренней шины (например, ISA).

2. Синхронный модем

Общий вид синхронного модема представлен на рисунке 10.2. Схема управления обычно исполняется в виде универсального процессора PU (см. рис. 10.1).

Эхо-компенсатор предназначен для ослабления влияния помехи в виде электрического эха на прием сигнала от удаленного модема. Электрическое эхо — это отраженный сигнал.

Передаваемые от ЭВМ данные поступают в передатчик модема, который выполняет операции скремблирования, относительного кодирования, синхронизации

Схема синхронизации передатчика получает сигнал опорной частоты от внутреннего генератора или от ЭВМ, например, через 24-й контакт разъема DB-25 интерфейса RS-232C. В последнем случае модем обязан поддерживать синхронный режим работы не только по каналу с удаленным модемом, но и по интерфейсу с ЭВМ.

Скремблер предназначен для придания свойств случайности передаваемым данным с целью облегчения выделения тактовой частоты приемником удаленного модема.

Для высокоскоростных модемов кодирование осуществляется группированием битов по 4 бита и изменением, как фазы, так и значений амплитуды сигнала. При таком кодировании возможно достижение скорости передачи свыше 2400 бит/с.

Относительное кодирование используется для сигналов фазовой модуляции и решает проблему неоднозначности фазы, воспроизводимой на приеме несущей частоты. Например, в протоколе модемной связи V.22 используется метод дифференциальной фазовой модуляции, при котором информационные символы кодируются посредством скачкообразного изменения фазы синусоидального сигнала с фиксированной частотой. С помощью четырёх изменений фазы можно закодировать четыре 2-разрядных символа. Изменение фазы на 90^o соответствует двоичной последовательности 00, на 0^o - последовательности 01, на 180^o - 10, а на 270^o - 11. Такая методика кодирования применяется в сверхскоростных модемах (1200 - 2400 бит/с).

Приемник типового синхронного модема содержит блоки, выполняющие функции обратные функциям передатчика (рис. 10.4).

Модулятор приемника совместно с задающим генератором позволяет перевести спектр принимаемого сигнала в область более высоких частот. Это делается для облегчения операции фильтрации и демодуляции. Схема синхронизации выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала и подает его на другие узлы приемника.

Адаптивный эквалайзер приемника, как и эквалайзер передатчика, формирует компенсирующий сигнал для компенсации нелинейных помех от соседних линий. Адаптивность эквалайзера заключается в его способности подстраиваться под изменяющиеся параметры канала в течение сеанса связи. Для этого сигнал ошибки фазы с демодулятора поступает на схему управления, которая вырабатывает управляющий сигнал для эквалайзера.