INTERFACES

приостанавливаться при большой загрузке шины. Допускаются только на полной скорости передачи. Такие посылки используются, например, принтерами или сканерами.

Передачи по прерываниям (Interrupt Transfers) ­ используются в том случае, когда требуется передавать одиночные пакеты данных небольшого размера. Каждый пакет требуется передать за ограниченное время. Операции передачи носят спонтанный характер и должны обслуживаться не медленнее, чем того требует устройство. Поле данных может содержать до 64 байт на полной скорости и до 8 байт на низкой. Предел времени обслуживания устанавливается в диапазоне 1­ 255 мс для полной скорости и 10­255 мс ­ для низкой. Такие передачи используются в устройствах ввода, таких как мышь и клавиатура.

Изохронные передачи (Isochronous Transfers) ­ применяются для обмена данными в "реальном времени", когда на каждом временном интервале требуется передавать строго определенное количество данных, но доставка информации не гарантирована (передача данных ведется без повторения при сбоях, допускается потеря пакетов). Такие передачи занимают предварительно согласованную часть пропускной способности шины и имеют заданную задержку доставки. Изохронные передачи обычно используются в мультимедийных устройствах для передачи аудио­ и видеоданных, например, цифровая передача голоса. Изохронные передачи разделяются по способу синхронизации конечных точек ­ источников или получателей данных ­ с системой. Различают асинхронный, синхронный и адаптивный классы устройств, каждому из которых соответствует свой тип канала USB.

Все операции по передаче данных инициируются только хостом независимо от того, принимает ли он данные или пересылает в периферийное устройство. Все невыполненные операции хранятся в виде четырех списков по типам передач. Списки постоянно обновляются новыми запросами. Планирование операций по передаче информации в соответствии с упорядоченными в виде списков запросами выполняется хостом с интервалом один кадр. Обслуживание запросов выполняется в соответствии со следующими правилами:

наивысший приоритет имеют изохронные передачи;

после отработки всех изохронных передач система переходит к обслуживанию передач прерываний;

в последнюю очередь обслуживаются запросы на передачу массивов данных;

по истечении 90% указанного интервала хост автоматически переходит к обслуживанию запросов на передачу управляющих команд независимо от того, успел ли он полностью обслужить другие три списка или нет.

Выполнение этих правил гарантирует, что управляющим передачам всегда будет выделено не менее 10% пропускной способности шины USB. Если передача всех управляющих пакетов будет завершена до истечения выделенной для них доли интервала планирования, то оставшееся время будет использовано хостом для передач массивов данных. Таким образом:

изохронные передачи гарантированно получают 90% пропускной способности шины;

передачи прерываний занимают оставшуюся после изохронных операций часть этой 90­ процентной доли;

под передачу данных большого объема выделяется все время, оставшееся после изохронных передач и передач прерываний (в рамках 90% доли пропускной способности);

управляющим передачам гарантируется 10% пропускной способности шины;

если передача всех управляющих пакетов будет завершена до завершения выделенного для них 10­процентного интервала, то оставшееся время будет использовано для передач данных большого объема.

26.хост-процессор

USB-контроллер в составе платформы персонального компьютера обеспечивает коммуникацию с периферийными устройствами, подключенными к универсальной последовательной шине. USB­ контроллер является интеллектуальным устройством, способным взаимодействовать с оперативной памятью в обход центрального процессора в режиме прямого доступа к памяти.

По способу интеграции контроллер для USB­шины может быть задействован в составе системной логики или в виде дискретного чипа как на самой на системной плате, так и на плате расширения. По способу подключения USB­контроллер может быть выполнен для PCI­шины, либо для шины PCI Express.

В рамках спецификации USB 1.1 существуют две реализации контроллера для USB­шины: UHCI (Universal Host Controller Interface, создан Intel для USB 1.0) и OHCI (Open Host Controller Interface),

которые отличаются методом доступа к регистрам. Регистры UHCI находятся в пространстве портов ввода­вывода, а регистры OHCI адресуются в пространствепамяти. Контроллер OHCI более интеллектуален по сравнению с UHCI. Это касается его способности

освободить центральный процессор от выполнения рутинных операций по передаче данных по USB­шине. Оба контроллера используют 32­х битную адресацию в пределах младших 4 Гб адресного пространства, ни один из них не поддерживает 64­битный режим адресации.

Для USB 2.0 был разработан EHCI (Enhanced Host Controller Interface), который поддерживает только работу на высокой скорости (high speed, 480 Мбит/с). В EHCI­контроллере с помощью разделенных транзакций (Split Transaction) реализована также поддержка низкоскоростных интерфейсов USB 1.1 для работы с более медленными устройствами[1].

Для USB 3.0 используется универсальный интерфейс XHCI (eXtensible Host Controller Interface),

который поддерживает все скорости обмена данными.[2]

27. применение шины USB

Благодаря своей универсальности и способности эффективно передавать разнородный трафик, шина USB применяется для подключения к PC самых разнообразных устройств. Она призвана заменить традиционные порты PC ­ COM и LPT, а также порты игрового адаптера и интерфейса MIDI. Спецификация USB 2.0 позволяет говорить и о подключении традиционных "клиентов" шин ATA и SCSI, а также о захвате части ниши применения шины FireWire. Привлекательность USB придает возможность подключения/отключения устройств на ходу и возможность их использования практически сразу, без перезагрузки ОС. Удобна и возможность подключения большого количества (до 127) устройств к одной шине, правда, при наличии хабов. Хост­ контроллер USB входит в чипсеты практически всех системных плат PC различных размеров ­ и блокнотных, и настольных, и серверов. Как правило, он имеет пару портов USB. Выпускаются и карты расширения с контроллерами USB (обычно для шины PCI). Однако повсеместное применение USB сдерживается недостаточной активностью разработчиков ПО (производителей оборудования): просматривая перечни устройств, видим, что для всех указывается поддержка в

Windows 98/SE, а вот в графах Linux, MacOS, Unix и даже Windows 2000 часто стоят неприятные пометки N/A (Not Allowed ­"не дозволено").

Для того, чтобы система USB заработала, необходимо, чтобы были загружены драйверы хост­ контроллера (или контроллеров, если их несколько). При подключении устройства к шине USB ОС Windows выдает сообщение "Обнаружено новое устройство", и, если устройство подключается впервые, предлагает загрузить для него драйверы. Многие модели устройств уже известны системе, и драйверы входят в дистрибутив ОС. Однако может потребоваться и драйвер изготовителя устройства, который должен входить в комплект поставки устройства, или его придется искать в Сети. К сожалению, не все драйверы работают корректно ­ "сырой" драйвер начальной версии, возможно, потребуется заменить на более "правильный", чтобы устройство и нормально опознавалось, и хорошо работало. Но это общее горе пользователей любых устройств, а не только устройств для шины USB.

Перечислим основные области применения USB.

Устройства ввода ­ клавиатуры, мыши, трекболы, планшетные указатели и т.п. Здесь USB позволяет использовать единый интерфейс для различных устройств. Целесообразность использования USB для клавиатуры неочевидна, хотя в паре с мышкой USB (подключаемой к

порту хаба, встроенного в клавиатуру) сокращается количество кабелей, тянущихся от системного блока на стол пользователя.

Принтеры: USB 1.1 обеспечивает примерно ту же скорость, что и LPT­порт в режиме ECP, но при использовании USB не возникает проблем с длиной кабеля и подключением нескольких принтеров к одному компьютеру (правда, требуются хабы). USB 2.0 позволит ускорить печать в режиме высокого разрешения за счет сокращения времени на передачу больших массивов данных.

Сканеры: применение USB позволяет отказаться от использования контроллеров SCSI или занятия LPT­порта, USB 2.0 при этом позволит и повысить скорость передачи данных.

Аудио: колонки, микрофоны, головные телефоны (наушники) ­ USB позволяет передавать потоки данных, достаточные для обеспечения самого высокого качества. Передача в цифровом виде от самого источника сигнала (микрофона со встроенным преобразователем и адаптером) до приемника и цифровая обработка в хост­компьютере позволяет избавиться от проблем наводок, свойственных аналоговой передачи аудиосигналов. Использование этих аудиокомпонентов позволяет в ряде случаев избавиться от звуковой карты компьютера ­ аудиокодек (АЦП и ЦАП) выводится за пределы компьютера, а все функции обработки сигналов (микшер, эквалайзер) реализуются центральным процессором чисто программно.

28) Интерфейс IEEE 1394 - FireWire

Группой компаний при активном участии Apple была разработана технология последовательной высокоскоростной шины, предназначенной для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. В 1995 году эта технология была стандартизована IEEE (стандарт IEEE 1394­1995). Компания Apple продвигает этот стандарт под торговой маркой FireWire, а компания Sony ­ под торговой маркой i­Link.

Интерфейс IEEE 1394 представляет собой дуплексную, последовательную, общую шину для периферийных устройств. Она предназначена для подключения компьютеров к таким бытовым электронным приборам, как записывающая и воспроизводящая видео­ и аудиоаппаратура, а также используется в качестве интерфейса дисковых накопителей (таким образом, она соперничает с шиной SCSI ).

Первоначальный стандарт (1394a) поддерживает скорости передачи данных 100 Мбит/с, 200 Мбит/с и 400 Мбит/с. Последующие усовершенствования стандарта (1394b) обеспечивают поддержку скорости передачи данных 800 и 1600 Мбит/с (FireWire­800, FireWire­1600). Устройства, которые передают данные на разных скоростях, могут быть одновременно подключены к кабелю (поскольку пары обменивающихся данными устройств используют для этого одну и ту же скорость). Рекомендуемая максимальная длина кабеля между устройствами составляет 4,5 м. К кабелю общей длиной до 72 м может быть одновременно подключено до 63 устройств, называемых узлами (nodes). Для увеличения числа шин вплоть до максимального значения (1023) могут быть использованы мосты.

Каждое устройство обладает 64­разрядным адресом:

6 бит ­ идентификационный номер устройства на шине,

10 бит ­ идентификационный номер шины,

48 бит ­ используются для адресации памяти (каждое устройство может адресовать до 256

Тбайт памяти).

Шина предполагает наличие корневого узла, выполняющего некоторые функции управления. Корневой узел может быть выбран автоматически во время инициализации шины, либо его атрибут может быть принудительно присвоен конкретному узлу (скорее всего, ПК). Некорневые узлы являются или ветвями (если они поддерживают более чем одно активное соединение), или листьями (если они поддерживают только одно активное соединение).

Как правило, устройства имеют по 1­3 порта, причем одно устройство может быть включено в любое другое (с учетом ограничений на то, что между любыми двумя устройствами может быть не более 16 пролетов и они не могут быть соединены петлей). Допускается подключение в "горячем" режиме, поэтому устройства могут подключаться и отключаться в любой момент. При подключении устройств адреса назначаются автоматически, поэтому присваивать их вручную не придется.

IEEE 1394 поддерживает два режима передачи данных (каждый из которых использует пакеты переменной длины).

Асинхронная передача используется для пересылки данных по конкретному адресу с подтверждением приема и обнаружением ошибок. Трафик, который не требует очень высоких скоростей передачи данных и не чувствителен ко времени доставки, вполне подходит для данного режима (например, для передачи некоторой управляющей информации).

Изохронная передача предполагает пересылку данных через равные промежутки времени, причем подтверждения приема не используются. Этот режим предназначен для

пересылки оцифрованной видео­ и аудиоинформации.

Пакеты данных пересылаются порциям, которые имеют размер, кратный 32 битам, и называются квадлетами (guadlets). При этом пакеты начинаются, по меньшей мере, с двух квадлетов заголовка, после чего следует переменное число квадлетов полезной информации. Для заголовка и полезных данных контрольные суммы (CRC) указываются отдельно. Длина заголовков асинхронных пакетов составляет, как минимум, 4 квадлета. У изохронных пакетов может быть заголовок длиной 2 квадлета, поскольку единственным необходимым при этом адресом является номер канала.

IEEE 1394 выделяет следующие функции устройств:

Хозяин цикла (cycle master) ­ выполняется корневым узлом, имеет наивысший приоритет доступа к шине, обеспечивает общую синхронизацию остальных устройств на шине, а также изохронных сеансов передачи данных.

Диспетчер шины (bus manager) управляет питанием шины и выполняет некоторые функции оптимизации.

Диспетчер изохронных ресурсов (isochronous resource manager) распределяет временные

интервалы среди узлов, собирающихся стать передатчиками (talkers).

Все функции диспетчеризации могут выполняться одним и тем же либо различными устройствами. Хозяин цикла посылает синхронизирующее сообщение о начале цикла через каждые 125 мкс (как правило). Теоретически 80% цикла (100 мкс) резервируется для изохронного трафика, а остальная часть становится доступной для асинхронного трафика. Сначала узлы с изохронными данными для пересылки, а также те узлы, которым был назначен номер канала, пытаются получить доступ к шине на время передачи (сразу же после каждого сообщения о начале цикла), и узел, который ближе всего находится к корневому узлу, первым получит разрешение на передачу данных. Каждый последующий узел с назначенным номером канала и изохронным трафиком для пересылки последовательно получает разрешение на передачу данных. Затем пытаются получить доступ к шине и узлы с асинхронным трафиком.

Для подключения к данному интерфейсу применяется 6­контактный соединитель. Используемый при этом кабель имеет круглую форму и содержит:

экранированную витую пару А (ТРА), в которой используется симметричное, разностное напряжение (для обеспечения требуемой помехоустойчивости), а данные передаются в обоих направлениях с помощью схемы кодирования NRZ1). Фактически напряжение составляет 172­265 мВ;

экранированную витую пару В (ТРВ), пересылающую стробирующий сигнал, который изменяет состояние всякий раз, когда два последовательных разряда данных (на другой паре) одинаковы (т.н. кодирование данных со стробированием ­ data­strobe encoding), и гарантирует изменение состояния в паре для передачи данных либо стробирующих сигналов по фронту каждого разряда;

провода, обеспечивающие питание небольших устройств. При этом по проводу VP подается напряжение 8­40 В, обеспечивающее нагрузку до 1,5 А, а провод VG заземлен. Впрочем, существуют варианты соединения, в котором провода питания отсутствуют;

а также общий экран, который изолирован от экранов пар и прикреплен к корпусам соединителей.

ВIEEE 1394b допускается применять также простые UTP­кабели 5­й категории, но только на скоростях до 100 Мбит/с. Для достижения максимальных скоростей на максимальных расстояниях

предусмотрено использование оптоволокна (пластмассового ­ для длины до 50 метров, и стеклянного ­ для длины до 100 метров).

29) IEEE 1394 (FireWire, i-Link) — последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками:

Apple — FireWire Sony — i.LINK Yamaha — mLAN TI — Lynx Creative — SB1394

в1986 году членами Комитета по Стандартам Микрокомпьютеров (Microcomputer Standards Committee) принято решение объединить существовавшие в то время различные варианты последовательной шины (Serial Bus)

в1992 году разработкой интерфейса занялась Apple

в1995 году принят стандарт IEEE 1394

Горячее подключение — возможность переконфигурировать шину без выключения компьютера

Различная скорость передачи данных — 100, 200 и 400 Мбит/с в стандарте IEEE 1394/1394a, дополнительно 800 и 1600 Мбит/с в стандарте IEEE 1394b и 3200 Мбит/с в спецификации

S3200.

Гибкая топология — равноправие устройств, допускающее различные конфигурации (возможность «общения» устройств без компьютера)

Высокая скорость — возможность обработки мультимедиа­сигнала в реальном времени Использование Внешние дисковые устройства

При этом скорость передачи данных может достигать 27 МБ/с, что превышает скорость USB 2.0 как интерфейса к устройствам хранения данных, равную примерно 22 МБ/с.

MiniDV видеокамеры

Исторически первое использование шины. Используется и по сей день как средство захвата фильмов с MiniDV в файлы. Возможен и захват с камеры на камеру.

Видеосигнал, идущий по 1394, идет практически в том же формате, что и хранится на видеоленте. Отладчики Интересным свойством контроллеров 1394 является способность читать и писать произвольные

адреса памяти со стороны шины без использования процессора и ПО. Это проистекает из богатого набора асинхронных транзакций 1394, а также из ее структуры адресации.

30)Физический уровень (англ. physical layer) — нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому. Составлением таких методов занимаются разные организации, в том числе: Институт инженеров по электротехнике и электронике, Альянс электронной промышленности, Европейский институт телекоммуникационных стандартов и другие. Осуществляют передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов.

На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры. Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS­232, RS­485, RJ­11, RJ­45, разъемы AUI и BNC.

Протоколы физического уровня: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS­232, EIA­422, EIA­423, RS­449, RS­485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi­Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU­T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960.

Оптическое волокно́— нить из оптически прозрачного материала (стекло, пластик), используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения.

Оптическое волокно, как правило, имеет круглое сечение и состоит из двух частей — сердцевины и оболочки. Для обеспечения полного внутреннего отражения абсолютный показатель преломления сердцевины несколько выше показателя преломления оболочки. Например, если показатель преломления оболочки равен 1,474, то показатель преломления сердцевины — 1,479. Луч света, направленный в сердцевину, будет распространяться по ней. Возможны и более сложные конструкции: в качестве сердцевины и оболочки могут применяться двумерные фотонные кристаллы, вместо ступенчатого изменения показателя преломления часто используются волокна с градиентным профилем показателя преломления, форма сердцевины может отличаться от цилиндрической. Такие конструкции обеспечивают волокнам специальные свойства: удержание поляризации распространяющегося света, снижение потерь, изменение дисперсии волокна и др.

Оптические волокна, используемые в телекоммуникациях, как правило, имеют диаметр 125±1 микрон. Диаметр сердцевины может отличаться в зависимости от типа волокна и национальных стандартов.

30)Протокол IEEE 1394 реализует три нижних уровня эталонной модели Международной организации по стандартизации OSI: физический, канальный и сетевой. Кроме того, существует "менеджер шины", которому доступны все три уровня. На физическом уровне обеспечивается электрическое и механическое соединение с коннектором, на других уровнях — соединение с прикладной программой.

На физическом уровне осуществляется передача и получение данных, выполняются арбитражные функции — для того чтобы все устройства, подключенные к шине Firewire, имели равные права доступа.

На канальном уровне обеспечивается надежная передача данных через физический канал, осуществляется обслуживание двух типов доставки пакетов — синхронного и асинхронного.

На сетевом уровне поддерживается асинхронный протокол записи, чтения и блокировки команд, обеспечивая передачу данных от отправителя к получателю и чтение полученных данных. Блокировка объединяет функции команд записи/чтения и производит маршрутизацию данных между отправителем и получателем в обоих направлениях.

"Менеджер шины" обеспечивает общее управление ее конфигурацией, выполняя следующие действия: оптимизацию арбитражной синхронизации, управление потреблением электрической энергии устройствами, подключенными к шине, назначение ведущего устройства в цикле, присвоение идентификатора синхронного канала и уведомление об ошибках.

31)Порт FireWire часто устанавливается на устройства, которым необходима большая скорость передачи данных, такие как DV­видеокамеры, аудиоинтерфейсы, внешние жесткие диски, профессиональные сканеры и принтеры

D­Link DFB­A5 – это комбинированный 5­портовый адаптер USB 2.0 и FireWire для шины PCI, который объединяет вместе две популярные высокоскоростные технологии передачи данных в одном высокоскоростном высокопроизводительном решении «все­в­одном».

Объединение USB2.0 и FireWire

DFB­A5 – это комбинированный адаптер для шины PCI с2 высокоскоростными портами USB 2.0 и 3 портами 1394FireWire, предназначенный для настольных компьютеров. DFB­A5 предназначен для работы с цифровыми видеокамерами, мышами, клавиатурами, внешними приводами CD­R/RW, внешними жесткими дисками, Web­камерами и многими другими устройствами для шин USB или FireWire. Благодаря поддержке USB 2.0 он в 40 раз быстрее, чем адаптеры USB предыдущего поколения, и поддерживает скорость передачи данных 400Мбит/с по шине FireWire, объединяя обе технологии на одной удобной плате, устанавливаемой в настольный компьютер.

Три порта FireWire DFB­A5 поддерживают скорость передачи данных до 480Мбит/с, делая адаптер идеальным устройством для обработки домашнего видео с использованием цифровых

видеокамер (DV) и для подключения внешних накопителей. При помощи стандартного ПО редактирования видео DFB­A5 обеспечивает полноценное решение по обработке цифрового видео, прекрасно подходящее для энтузиастов домашнего видео

32) Использование

Сеть поверх 1394

Существуют стандарты RFC 2734 — IP поверх 1394 и RFC 3146 — IPv6 поверх 1394. Поддерживались в ОС Windows XP и Windows Server 2003. Поддержка со стороны Microsoft прекращена в ОС Windows Vista, однако существует реализация сетевого стека в альтернативных драйверах от компании Unibrain[1]. Поддерживается во многих ОС семейства UNIX (обычно требуется пересборка ядра с этой поддержкой).

Cтандарт не подразумевает эмуляцию Ethernet над 1394, и использует совершенно иной протокол ARP. Несмотря на это, эмуляция Ethernet над 1394 была включена в ОС FreeBSD и является специфичной для данной ОС.

Внешние дисковые устройства

Существует стандарт SBP­2 — SCSI поверх 1394. В основном используется для подключения внешних корпусов с жесткими дисками к компьютерам — корпус содержит чип моста 1394­ATA. При этом скорость передачи данных может достигать 27 МБ/с, что превышает скорость USB 2.0 как интерфейса к устройствам хранения данных, равную примерно 22 МБ/с. Однако гораздо ниже таковой для USB 3.0.

Поддерживается в ОС семейства Windows с Windows 98 и по сей день (октябрь 2009). Также поддерживается в популярных ОС семейства UNIX.

Около 1998 г. содружество компаний, в том числе Microsoft, развивали идею обязательности 1394 для любого компьютера и использования 1394 внутри корпуса, а не только вне него. Существовали даже карты контроллеров с одним из разъемов, направленным внутрь корпуса. Также существовала идея Device Bay, то есть отсека для устройства со встроенным в отсек разъемом 1394 и поддержкой горячей замены.

Все это прослеживается в материалах Microsoft той поры, предназначенных для разработчиков компьютеров. Можно сделать вывод, что 1394 предлагали как замену ATA, то есть на роль, ныне выполняемую SATA.

Все эти идеи быстро кончились провалом, одна из главных причин — лицензионная политика Apple, требующего выплат за каждый чип контроллера.

MiniDV видеокамеры

Исторически первое использование шины. Используется и по сей день как средство захвата фильмов с MiniDV в файлы. Возможен и захват с камеры на камеру.

Видеосигнал, идущий по 1394, идет практически в том же формате, что и хранится на видеоленте. Это упрощает камеру, снижая требования к ней по наличию памяти.

В ОС Windows подключенная по 1394 камера является устройством DirectShow. Захват видео с такого устройства возможен в самых разнообразных приложениях — Adobe Premiere, Ulead Media Studio Pro, Windows Movie Maker. Существует также огромное количество простейших утилит, способных выполнять только этот захват. Возможно также и использование тестового инструмента

Filter Graph Editor из свободно распространяемого DirectShow SDK.

Использование 1394 c miniDV положило конец проприетарным платам видеозахвата. Отладчики Интересным свойством контроллеров 1394 является способность читать и писать произвольные

адреса памяти со стороны шины без использования процессора и ПО. Это проистекает из богатого набора асинхронных транзакций 1394, а также из ее структуры адресации.

Эта возможность чтения и редактирования памяти через 1394 без помощи процессора послужила причиной использования 1394 в двухмашинном отладчике ядра Windows — WinDbg. Такое использование существенно быстрее последовательного порта, но требует ОС не ниже Windows XP с обеих сторон. Также возможность используется в отладчиках для других ОС, например firescope для linux.[2]

33)I²C — последовательная шина данных для связи интегральных схем, использующая две двунаправленные линии связи (SDA и SCL). Используется для соединения низкоскоростных периферийных компонентов с материнской платой, встраиваемыми системами и мобильными телефонами. Название представляет собой аббревиатуру слов Inter­Integrated Circuit. Разработана фирмой Philips в начале 1980­х как простая шина внутренней связи для создания управляющей электроники После пересмотра стандарта в 1992 году становится возможным подключение ещё большего

количества устройств на одну шину (за счёт возможности 10­битной адресации), а также увеличивается скорость до 400 кбит/с в скоростном режиме. Соответственно, доступное количество свободных узлов выросло до 1008. Максимальное допустимое количество микросхем, подсоединенных к одной шине, ограничивается максимальной емкостью шины в 400 пФ.

Версия стандарта 2.0, выпущенная в 1998 году представила высокоскоростной режим работы со скоростью до 3,4 Мбит/с с пониженным энергопотреблением.

Версия 2.1 2001 года включила лишь незначительные доработки.

I²C использует две двунаправленные линии, подтянутые к напряжению питания и управляемые через открытый коллектор или открытый сток — последовательная линия данных (SDA, англ. Serial DAta) и последовательная линия тактирования (SCL, англ. Serial CLock). Стандартные напряжения +5 В или +3,3 В, однако допускаются и другие.

Классическая адресация включает 7­битное адресное пространство с 16 зарезервированными адресами. Это означает до 112 свободных адресов для подключения периферии на одну шину. Основной режим работы — 100 кбит/с; 10 кбит/с в режиме работы с пониженной скоростью.

Заметим, что стандарт допускает приостановку тактирования для работы с медленными устройствами.

Последовательная шина ACCESS.Bus (Accessory Bus) разрабатывалась фирмой DEC как унифицированный недорогой интерфейс взаимодействия компьютера с внешними устройствами

— клавиатурой, координатными устройствами, тексто­выми устройствами (принтеры, считыватели штрих­кодов), мониторами (в плане обмена управляющей и конфигурационной информацией по каналу VESA DDC). История ACCESS.Bus начинается с 1991 г.; несколько позже в шину вели допол­нительную спецификацию для взаимодействия с внутренними устройствами, на­пример, интеллектуальными источниками питания (Smart Battery) и т. п. К внут­ренним относятся устройства системного управления SM (System Management), и в спецификации имеются точки соприкосновения с шиной SMBus, основанной на том же интерфейсе PC. Формально шина позволяет обмениваться сообщениями устройствам числом до 125 (предел принятой системы адресации). Над аппарат­ным протоколом PC в шине ACCESS.Bus имеется базовый программный протокол, с которым взаимодействуют протоколы конкретных подключенных устройств. Протоколы обеспечивают подключение/отключение устройств без перезагрузки ОС и автоматическое динамическое назначение адресов. Последняя доступная версия ACCESS.bus Specifications Version 3.0 опубликована ACCESS.bus Industry Group в 1995 г., дальнейшее описание сделано на ее основе.

На аппаратном уровне шина логически полностью соответствует шине PC со стан­дартной скоростью (до 100 Кбит/с) и 7­битной адресацией ведомых устройств. Здесь работают те же механизмы синхронизации и арбитража. Однако из всех возможных способов передачи и приема данных в ACCESS.bus основным являет­ся передача данных ведущим устройством и их прием ведомым устройством — это самый простой способ, при котором в каждой транзакции отсутствует смена на­правления передачи. Из этого следует, что для двустороннего обмена информацией все устройства должны поддерживать функции ведущего устройства (передатчи­ка) и ведомого устройства (приемника). Для совместимости с SMBus разрешена возможность чтения данных ведущим устройством и комбинированные переда­чи через условие 5г.

По электрическим сигналам имеются две спецификации, для внешних и внутрен­них устройств соответственно.

Спецификация для внешних устройств (Off­board ACCESS.bus), являющаяся основной для этой шины, определяет использование 4­контактного экраниро­ванного модульного разъема (MOLEX SEMCONN или AMP SDL), назначение контактов которого приведено в табл. 11.2. Хост­компьютер

должен обеспечивать питание 5 В с током 50­1000 мА. Каждое устройство (и кабель), характеризуется потребляемым током I (мА) и вносимой емкостью сигнальных проводов С (пФ). Предельное число подключаемых устройств ограничивается суммарной вносимой емкостью (не более 1000 пФ) и током потребления. До ограничения по адресации (125 устройств) дело практически не доходит. Максимальная суммарная длина кабеля (без повторителей) не должна превышать 10 м. По сравнению с PC в шине ток нагрузки линий SDA и SCL увеличен до б мА (выходной ток низкого уров­ня). Для улучшения формы импульсов и защиты от статического электричества устройства рекомендуется подключаться к линиям SDA и SCL через последова­тельные резисторы 51 Ом. Входы микросхем рекомендуется защищать диодами, соединенными с шинами GND и +5 В.

34) SMBus (англ. System Management Bus) — последовательный протокол обмена данными для устройств питания. Основан на шине I²C, но использует более низкое сигнальное напряжение (3,3 В). Используется, например, для получения информации о состоянии аккумуляторной батареи ноутбука (оставшаяся емкость аккумуляторной батареи, температура, количество использованных циклов разряда, и т. д.).

SMBus является двухпроводным интерфейсом, по которому простые устройства могут обмениваться информацией с остальной системой. Сообщения идут к устройствам и от них, вместо прохождения по отдельным управляющим линиям. Таким образом обеспечиваются преимущества:

уменьшается количество проводов (не требуются отдельные линии управления), гарантируется дальнейшая расширяемость путем приема сообщений по протоколу I²C. Назначение SMBus[источник не указан 1001 день]:

определение объема памяти и ее конфигурирование (методом последовательного обнаружения), предоставление информации об изготовителе, предоставление номера модели и каталожного номера, предоставление сообщений о различных ошибках, отключение тактовой частоты на свободных разъемах памяти,

определение пониженного напряжения аккумуляторной батареи.

BUS -Компьютерная ши́на (от англ. computer bus) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка­точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

35) PS/2— компьютерный порт (разъём), применяемый для подключения клавиатуры и мыши. Впервые появился в 1987 году на компьютерах IBM PS/2 и впоследствии получил признание других производителей и широкое распространение в персональных компьютерах и серверах. Скорость передачи данных — от 80 до 300 Кб/с и зависит от производительности подключенного устройства и программного драйвера.

В настоящее время подавляющее большинство изготавливаемых компьютерных мышек и клавиатур имеют разъем USB, некоторые современные материнские платы (особенно миниатюрных форм­факторов) не имеют разъема PS/2 или имеют только один разъем. Современные ноутбуки и нетбуки не имеют разъемов PS/2, и для подключения к ним мыши или внешней клавиатуры используется USB.

Некоторые материнские платы могут правильно работать при «неправильном» подключении мыши и клавиатуры, то есть при подключении клавиатуры в разъём предназначенный для мыши, и, наоборот, мыши в разъём для клавиатуры, материнская плата сама распознает устройства и

позволит пользователю продолжить работу и с мышью и с клавиатурой без их переподключения[источник не указан 213 дней]. Большинство же материнских плат при неправильном подключении (или при отключении во время работы), потребуют от пользователя перезагрузки и «правильного» подключения устройств. На некоторых материнских платах, которые умеют распознавать подключаемые устройства, производители устанавливают только один разъём PS/2, раскрашивая его в два соответствующих цвета. Таким образом пользователь может сам решить, что туда подключать: клавиатуру или мышь.

Переходники USB на PS/2

Существуют компьютерные мыши и клавиатуры имеющие на кабеле разъём USB и способные работать через переходник с разъёмом PS/2[источник не указан 213 дней]. Следует учесть, что такое подключение допустимо только для специально спроектированных USB­устройств.

Предшественником PS/2 для клавиатур являлся 5­контактный DIN­разъем, электрически совместимый с PS/2, применявшийся изначально в аудиоаппаратуре, а для мышей[1] — D­sub COM­порта, как правило девятиконтактный.

36) Serial Mouse — мышь с последовательным интерфейсом, подключаемая через 9­ или 25­ контактный разъем СОМ­порта (табл. 8.2). Эта мышь имеет встроенный микроконтроллер, который обрабатывает сигналы от координатных датчиков и кнопок. Каждое событие — перемещение мыши или нажатие­ отпускание кнопки кодируется двоичной посылкой по интерфейсу RS­232C. Для передачи информации применяется асинхронная передача, а двуполярное питание, требуемое по протоколу RS­232, обеспечивается от управляющих линий интерфейса. Недостатком Serial Mouse является то, что она занимает СОМ­порт и требует монопольного владения его штатной линии прерывания (IRQ4 для COM1 и IRQ3 для COM2). Конечно, то, что для использования мыши порту COM1 требуется именно прерывание IRQ4, является недостатком не самой мыши, а ее программного драйвера, но для пользователя, не увлекающегося написанием «мышиных» драйверов, важен только факт этого ограничения. Две основные разновидности — MS Mouse (Microsoft Mouse) и PC Mouse (Mouse Systems Mouse) —

требуют разных драйверов, многие мыши имеют переключатель MS/PC. Эти два типа «мышей» при одинаковой скорости 1200 бит/с, одном стоп­бите и отсутствии контроля паритета используют различные форматы посылок.

?MS Mouse: 1 бит данных, трехбайтный пакет (в «классическом» варианте), положительным значениям соответствует перемещение по координате X вправо, а по координате Y вниз. Для трехкнопочных мышей добавляется четвертый байт, передаваемый только при изменении состояния средней кнопки. Для 3D­мыши четвертый байт имеет иное назначение.

?PC Mouse: 8 бит данных, пятибайтный пакет, положительным значениям соответствует перемещение по координате X вправо, а по координате Y вверх.

Мышь PS/2

PS/2­Mouse — мышь, появившаяся с компьютерами PS/2. Ее интерфейс и разъем 6­pin mini­DIN аналогичен клавиатурному (см. рис. 8.1) и, как правило, реализуется тем же контроллером клавиатуры 8242 (см. п. 8.1.2). Адаптер и разъем PS/2­Mouse устанавливаются на многих современных системных платах (рис. 8.3). Контроллер мыши PS/2 может быть также на карте расширения (ISA) и занимать дополнительные адреса в пространстве ввода­вывода. С мышью PS/2 связь двусторонняя: процессор может посылать контроллеру 8242 специальные команды, но, в отличие от интерфейса клавиатуры, перед записью в порт 60h каждого «мышиного» байта (и команды, и ее параметра) в порт 64h должен записываться код D4h.