Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Yedelev_megapack_VT49V / interfejsy-periferijnyx-ustrojstv.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
2.79 Mб
Скачать

145

ВSerial ATA 2 разъем доработали - ввели пружинные фиксаторы(на кабельной части) и соответствующие прорези на разъеме устройства или порта. Конструкции разъемов SATA и SATA 2 совместимы, но надежная фиксация обеспечивается лишь при подключении устройств (и контроллера) SATA 2 кабелем с вилками SATA 2.

ВSATA 2 определено несколько новых типов сигнальных разъемов и кабелей.

Для обеспечения горячего подключения контакты разъемов имеют разную длину. В первую очередь соединяются (и в последнюю - разъединяются) контакты «земли» Р4 и Р12; затем остальные «земли» и контакты предварительного заряда конденсаторов в цепях питания Р3, Р7 и Р13 (для уменьшения броска потребляемого тока), после чего соединяются основные питающие контакты и сигнальные цепи. На контакты предварительного заряда питание от соответствующих источников подается через резисторы сопротивлением10-20 Ом. В шасси с «горячим» подключением факт подключения устройства может определяться посредством измерения сопротивления между контактами предварительного заряда и основными питающими контактами (например, Р7 и Р8).

Контрольные вопросы к разделам 6.1 и 6.2

1.Какие интерфейсы относятся к периферийным ИВВ?

2.Как подключаются ПИВВ к ИВВ хоста и контроллеры ПУ к ПИВВ?

3.На какие группы можно условно разделить ПИВВ?

4.Какие ПИВВ можно отнести к специализированным ПИВВ?

5.Кратко охарактеризуйте ПИВВMIDI.

6.Охарактеризуйте физический уровеньMIDI.

7.Что представляет собойMIDI-контроллер иMIDI-секвенсор?

8.Охарактеризуйте звуковой конечный приемник потока командMIDI.

9.Охарактеризуйте сообщенияMIDI.

10.К каким устройствам относятся клавиатура и манипуляторPS/2 Mouse?

11.Какую поддержку на уровнеBIOS имеют клавиатура и PS/2 Mouse?

12.Объясните упрощенную схему подключения клавиатуры PS/2и Mouse к хосту ПК

(рис.6.2).

13.Охарактеризуйте структурную схему адаптера клавиатуры(рис. 6.3).

14.Охарактеризуйте регистр состояния адаптера клавиатуры иPS/2 Mouse.

15.Охарактеризуйте регистр командного байта адаптера клавиатуры иPS/2 Mouse.

16.Охарактеризуйте порты контроллера адаптера клавиатуры.

17.Дайте общую характеристику интерфейсов клавиатуры иPS/2 Mouse.

18.Дайте краткую характеристику интерфейса клавиатуры.

19.Каковы особенности ввода данных с клавиатуры(рис. 6.7 б).

20.Каковы особенности вывода данных в клавиатуру(рис. 6.7 а).

21.Дайте краткую характеристику интерфейсаPS/2 Mouse.

22.Дайте общую характеристику интерфейсовIDE – ATA/ATAPI/ и SATA.

23.Кратко охарактеризуйте параллельный интерфейс АТА.

24.Кратко охарактеризуйтеSATA.

25.Охарактеризуйте развитие спецификаций ATA/ATAPI.

26.Охарактеризуйте физическую реализацию параллельного интерфейса АТА.

27.Охарактеризуйте сигналы параллельного АТА.

28.Какие режимы передачи данных могут быть использованы при взаимодействии с устройствами АТА?

29.Охарактеризуйте режим обменаPIO.

30.Охарактеризуйте режим обменаDMA.

31.Охарактеризуйте режим обменаUltra DMA.

32.Какие преимущества дает переход на ИВВSATA?

146

33.Охарактеризуйте четырехуровневую модель взаимодействия хоста и устройства в среде

SATA.

34.Дайте краткую информацию о контроллерахSATA.

35.Охарактеризуйте физическую реализацию интерфейсаSATA.

Более подробную информацию оMIDI устройстах, о хранении и передаче данныхMIDI, о синхронизации ее с мультимедийными приложениями можно найти в [8], [21], [22]. Инфор- мацию о поддержке клавиатуры иPS/2 Mouse на уровне BIOS и DOS можно найти в [33], [38], [61]. Перечень команд адаптера клавиатуры, клавиатуры и манипулятора PS/ Mouse, их описание и примеры их примененич а также описание форматов пакетов, передаваемых манипуляторам PS/2 Mouse можно найти в [38]. Информацию о скан-кодах иASCII-кодах клавиатуры можно найти в[22], [38]. Дополнительную информацию об особенностях устройств и интерфейсовIDE, о регистровой архитектуре, системе команд и програм- мном взаимодействии с устройствамиATA/ATAPI и SATA можно найти в [8], [21], [28], [30]. Информацию об использовании SATA в системах хранения данных и адаптерах и кон- троллерах ATA можно найти в [8], [28].

В данном разделе использована информация из [8], [21], [22], [28], [30], [38], [60].

6.3. Беспроводные периферийные ИВВ

6.3.1. Общие сведения

В данном разделе рассматриваются беспроводные периферийные интерфейсы ввода-вывода. IrDa и Bluetooth. В качестве среды передачи ими используется эфир. В эфире могут использоваться как параллельные(широкополосные), так и последовательные(моноканальные) интерфейсы. IrDa и Bluetooth относятся к последовательным интерфейсам. IrDA в качестве носителей использует электромагнитные волны инфракрасного, а Bluetooth - радиочастотного диапазона (2,4 ГГц).

6.3.2. Инфракрасный интерфейс IrDA

6.3.2.1. Общие сведения

Применение излучателей и приемников инфракрасного(ИК) диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств, удаленных на расстояние нескольких метров. Инфракрасная связь - IR (InfraRed) Connection - безопасна для здоровья, не создает помех в радиочастотном диапазоне и обеспечивает конфиденциальность передачи. ИК-лучи не проходят через стены, поэтому зона приема ограничивается небольшим, легко контролируемым пространством. Инфракрасная технология привлекательна для связи портативных компьютеров с периферийными устройствами. Инфракрасный интерфейс имеют некоторые модели принтеров, им оснащают многие современные малогабаритные устройства: карманные компьютеры (PDA), мобильные телефоны, цифровые фотокамеры и т. п.

Различают инфракрасные системы низкой(до 115,2 Кбит/с), средней (1,152 Мбит/с) и высокой (4 Мбит/с) скорости. Низкоскоростные системы служат для обмена короткими сообщениями, высокоскоростные - для обмена файлами между компьютерами, подключения к компьютерной сети, вывода на принтер, проекционный аппарат и т. п. Ожидаются более высокие скорости обмена, которые позволят передавать «живое видео».

В 1993 году была создана ассоциация IrDA (Infrared Data Association - ассоциация разработчиков систем инфракрасной передачи данных), призванная обеспечить совместимость оборудования от различных производителей. В настоящее время действует стандартIrDA 1.1,

147

наряду с которым существуют и собственные системы фирмHewlett-Packard — HP-SIR

(Hewlett-Packard Slow Infra Red) и Sharp - ASK IR (Amplitude Shifted Keyed IR).

Излучателем для ИК-связи является светодиод с длиной волны 880 нм; светодиод дает конус излучения с углом около30°. В качестве приемника используютPIN-диоды, эффективно принимающие ИК-лучи в конусе 15°. Помимо полезного сигнала на приемник воздействуют помехи, в том числе засветка от солнечного освещения или ламп накаливания, дающая постоянную составляющую оптической мощности, и засветка от люминесцентных ламп, дающая переменную (но низкочастотную) составляющую. Эти помехи приходится фильтровать. Поскольку передатчик почти неизбежно вызывает засветку своего же приемника, вводя его в насыщение, приходится прибегать к полудуплексной связи с определенными временными зазорами при смене направления обмена. Для передачи сигналов используют двоичную модуляцию (есть свет — нет света) и различные схемы кодирования.

6.3.2.2. Протоколы спецификации IrDA

Спецификация IrDA определяет многоуровневую систему протоколов.

Ниже перечислены возможные варианты IrDA на нижнем физическом уровне:

-IrDA SIR - для скоростей 2,4-115,2 Кбит/с используется стандартный асинхронный режим передачи с 8-битной посылкой. Нулевое значение бита кодируется импульсом длительностью 3/16 битового интервала (1,63 мкс на скорости 115,2 Кбит/с), единичное - отсутствием импульсов (режим IrDA SIR-A). Таким образом, в паузе между посылками передатчик не светит, а каждая посылка начинается с импульса старт-бита. В спецификации 1.1 предусмотрен и иной режим — IrDA SIR-B с фиксированной длительностью импульса 1,63 мкс для всех этих скоростей.

-ASK IR - для скоростей 9,6-57,6 Кбит/с также используется асинхронный режим, но кодирование иное: нулевой бит кодируется посылкой импульсов с частотой 500 КГц, единичный - отсутствием импульсов.

-IrDA HDLC - для скоростей 0,576 и 1,152 Мбит/с используется синхронный режим передачи и кодирование, аналогичное SIR, но с длительностью импульса 1/4 битового интер-

вала. Формат кадра соответствует протоколу HDLC (High-level Data Link Control), начало и конец кадра отмечаются флагами01111110, внутри кадра эта битовая последовательность исключается методом вставки битов (bit stuffing). Для контроля достоверности кадр содержит 16-битный код CRC (Ciclic Redundancy Check - контроль с использованием циклического избыточного кода).

-IrDA FIR (IrDA4PPM) - для скорости 4 Мбит/с также применяется синхронный режим, но кодирование несколько сложнее. Здесь каждая пара смежных битов кодируется позици- онно-импульсным кодом: 00 - 1000, 01 - 0100, 10 - 0010, 11 - 0001 (в четверках цифр единица означает посылку импульса в соответствующей четверти символьного интервала).

Такой способ кодирования позволяет вдвое снизить частоту включения светодиода по сравнению с предыдущим. Постоянство средней частоты принимаемых импульсов облегчает адаптацию к уровню внешней засветки. Для повышения достоверности применяется 32-битный CRC-код.

Над физическим уровнем расположенпротокол доступа IrLAP (IrDA Infrared Link Access Protocol) - модификация протокола HDLC, отражающая нужды ИК-связи (протокол канального уровня). Он инкапсулирует данные в кадры и предотвращает конфликты устройств: при наличии более двух устройств, «видящих» друг друга, одно из них назначается первичным, а остальные — вторичными. Связь всегда полудуплексная. IrLAP описывает процедуру установления, нумерации и закрытия соединений.

Над IrLAP располагается протокол управления соединениемIrLMP (IrDA Infrared Link Management Protocol). С его помощью устройство сообщает остальным о своем присутствии

148

в зоне охвата(конфигурация устройств IrDA может изменяться динамически: для ее изменения достаточно поднести новое устройство или отнести его подальше). Протокол IrLMP позволяет обнаруживать сервисы, предоставляемые устройством, проверять потоки данных и выступать в роли мультиплексора для конфигураций с множеством доступных устройств. Приложения с помощьюIrLMP могут узнать, присутствует ли требуемое им устройство в зоне охвата. Однако гарантированной доставки данных этот протокол не обеспечивает.

Транспортный уровень поддерживается протоколомTiny TP (IrDA Transport Protocol) — здесь обслуживаются виртуальные каналы между устройствами, обрабатываются ошибки (потерянные пакеты, ошибки данных и .т п.), производится упаковка данных в пакеты и сборка исходных данных из пакетов(протокол напоминает TCP). На транспортном уровне может работать и протокол IrTP.

Протокол IrCOMM позволяет через ИК-связь эмулировать обычное проводное подключение:

-3-проводное по RS-232C (TXD, RXD и GND);

- 9-проводное по RS-232C (весь набор сигналовCOM-порта);

-Centronics (эмуляция параллельного интерфейса).

Протокол IrLAN обеспечивает доступ к локальным сетям; он позволяет передавать кадры сетей Ethernet и Token Ring. Для ИК-подключения к локальной сети требуется устройствопровайдер с интерфейсом IrDA, соединенное обычным (проводным) способом с локальной сетью, и соответствующая программная поддержка в клиентском устройстве(которое должно войти в сеть).

Протокол объектного обмена IrOBEX (IrDA Object Exchange Protocol) - простой протокол,

определяющий команды PUT и GET для обмена «полезными» двоичными данными между устройствами. Этот протокол располагается над протоколомTiny ТР. У протокола IrOBEX есть расширения для мобильных коммуникаций, которые определяют передачу информации, относящуюся к сетямGSM (записная книжка, календарь, управление вызовом, цифровая передача голоса и т. п.), между телефоном и компьютерами разных размеров (от настольного до PDA).

Этими протоколами не исчерпывается весь список протоколов, имеющих отношение к ИКсвязи. Заметим, что для дистанционного управления бытовой техникой(телевизоры, видеомагнитофоны и .т п.) используется тот же880-нано-метровый диапазон, но иные частоты и методы физического кодирования.

6.3.2.3. Приемопередатчики и ИК-адаптеры

Приемопередатчик IrDA может быть подключен к компьютеру различными способами; по отношению к системному блоку он может быть как внутренним(размещаемым на лицевой панели), так и внешним, размещаемым в произвольном месте. Размещать приемопередатчик следует с учетом угла«зрения» (30° у передатчика и15° у приемника) и расстояния до требуемого устройства (до 1 м).

Внутренние приемопередатчики на скоростях до 115,2 Кбит/с (IrDA SIR, HP-SIR, ASK IR)

подключаются через обычные микросхемы UART (см. раздел 6.4.3.5.), совместимые с 16450/ 16550 через сравнительно несложные схемы модуляторов-демодуляторов. В ряде современных системных плат на использование инфракрасной связи(до 115,2 Кбит/с) может конфигурироваться порт COM2. Для этого в дополнение к UART чипсет содержит схемы модулятора и демодулятора, поддерживающие один или несколько протоколов инфракрасной связи. Чтобы порт COM2 задействовать для инфракрасной связи, в CMOS Setup требуется выбрать соответствующий режим(запрет инфракрасной связи означает обычное исполь-

149

зование COM2). Существуют внутренние адаптеры и в виде карт расширения(для шин ISA, PCI, PC Card), для системы они выглядят как дополнительные COM-порты.

На средних и высоких скоростях обмена применяются специализированные микросхемы контроллеров IrDA, ориентированные на интенсивный программный обмен (PIO) или DMA,

с возможностью прямого управления шиной. Контроллер IrDA FIR выполняется в виде карты расширения либо интегрируется в системную плату; как правило, такой контроллер поддерживает и режимы SIR.

Приемопередатчик подключается к разъемуIR-Connector системной платы напрямую(если он устанавливается на лицевую панель компьютера) или через промежуточный разъем (miniDIN), расположенный на скобе-заглушке на задней стенке корпуса ПК. Варианты назначения контактов разъема инфракрасного приемопередатчика приведены в табл. 6.3. Некоторые приемопередатчики, поддерживающие режимы FIR и SIR, имеют раздельные выходы приемников - IRRX для SIR и FIRRX для FIR. Если контроллер поддерживает только один из режимов, один из контактов остается неподключенным.

Таблица 6.3. Разъем инфракрасного приемопередатчика

Цепь

Назначение

Контакт/вариант

 

 

 

 

1

2

3

4

IRRX

Вход с приемника

1

3

3

3

FIRRX

Вход с приемника FIR

-

-

-

4

IRTX

Выход на передатчик

3

5

1

1

GND

Общий

2

4

2

2

Vcc (+5B)

Питание

4

1

5

5

NC

Свободный

-

2

4

-

Внешние ИК-адаптеры выпускают с интерфейсомRS-232C для подключения к COM-порту или же с USB.

6.3.3. Радиоинтерфейс Bluetooth

6.3.3.1. Общие сведения

Bluetooth (синий зуб) — это фактический стандарт на миниатюрные недорогие средства радиопередачи информации на небольшие расстояния между мобильными(и настольными) компьютерами, их периферийными устройствами, мобильными телефонами и любыми другими портативными устройствами. Разработкой спецификаций занимается группа фирм. Эта группа (названная Bluetooth Special Interest Group) вывела данную технологию на рынок. Спецификация Bluetooth свободно доступна в Сети (www.bluetooth.org). (Название Bluetooth берет начало от прозвища датского короля, объединившего Данию и Норвегию, — намек на всеобщую объединяющую роль технологии).

Спецификации версии 1.0 появились в 1999 году, в 2000 году вышла отредактированная версия 1.1. В версии 1.2 (2003 г.) введен ряд усовершенствований: ускорено установление соединения, введена адаптация используемых частот, определены расширенные синхронные соединения; улучшены механизмы обнаружения ошибок, управления потоком и синхронизации. В 2004 году вышла версия, обозначаемая как 2.0 + EDR (Enhanced Data Rate), в которой появились скорости передачи данных 2 и 3 Мбайт/с и связанные с ними новые типы пакетов.

6.3.3.2. Физические каналы и пикосети

Каждое Bluetooth-устройство имеет радиопередатчик и приемник, работающие в диапазоне частот 2,4 ГГц. Этот диапазон в большинстве стран не требует лицензирования, что обеспе-

150

чивает повсеместную применимость устройств. Передача ведется с перескоком несущей частоты, что помогает в борьбе с интерференцией и замираниями сигнала . В первоначальной версии Bluetooth используется 79 несущих частот: F = 2402 + k (МГц), где k = 0, ..., 78. Для нескольких стран (например, Франции, где в этом диапазоне работают военные) возможен сокращенный вариант с 23 частотами, здесь F= 2454 + k (k = 0,..., 22). В версии 1.2 введена возможность адаптации к текущему радиоокружению: из 79 частот часть (произвольный набор частот, используемых другими радиоустройствами) может быть исключена. При этом необходимость определения специального 23-частотного варианта отпадает.

По мощности передатчики могут быть трех классов: до 1, 2,5 и 100 МВт, причем должна быть возможность понижения мощности с целью экономии энергии. В зависимости от мощности передатчика обеспечивается дальность связи от единиц до сотни метров.

Данные по радиоканалу передаются с символьной скоростью1 Мбод. В первоначальной версии используются частотная манипуляция и простое кодирование: логической единице соответствует положительная девиация (отклонение) частоты, нулю — отрицательная. Такое кодирование обеспечивает передачу одного бита в каждом символе— базовую скорость (basic rate) 1 Мбит/с. Для расширенных скоростей (EDR) используются более сложные схемы с фазовой манипуляцией: с четырьмя возможными символами, обеспечивая скорость 2 Мбит/с, и с восемью символами — скорость 3 Мбит/с. Информация передается пакетами. Для обеспечения совместимости заголовки пакетов(управляющая информация) передаются всегда на базовой скорости, а на высокой скорости передается только поле данных.

Физический канал связи характеризуется определенной псевдослучайной последовательностью используемых частот и кодом доступа, передаваемым в начале каждого пакета. Канал делится на тайм-слоты длительностью 625 мкс, слоты последовательно нумеруются с цикличностью 227. Каждый тайм-слот соответствует одной частоте несущей в последовательности перескоков базового канала (1600 перескоков в секунду). Положение тайм-слотов задает устройство-мастер; под него подстраиваются ведомые устройства. Мастер и ведомые устройства ведут передачу поочередно: в четных слотах передачу начинает мастер, в нечетных — адресованное им ведомое устройство (если от него требуется ответ). Передача пакета начинается на границе тайм-слота, пакет может занимать 1-5 тайм-слотов. Если пакет занимает более одного тайм-слота, то он весь передается на одной несущей частоте, но отсчет слотов по 625 мкс продолжается, и после длинного пакета следующая частота будет соответствовать очередному номеру слота (то есть несколько частот пропускаются).

Каждое устройство имеет свойуникальный 48-битный адрес BD_ADDR (Bluetooth device address), формируемый по стандарту IEEE 802. Из уникального адреса 28 бит используются для генерации последовательности перескоков и формирования кода доступа. Из всего набора возможных значений адреса64 зарезервированы как стандартные адреса для операции опроса (inquiry). Из них формируются код доступа глобального опроса(GIAC, General Inquiry Access Code) и 63 выделенных кодов доступа (DIAC, Dedicated Inquiry Access Code) для устройств определенных классов.

Код доступа — это 68или 72-битная последовательность, известная и передатчику, и приемнику физического канала. Приемник, прослушивая эфир и обнаруживая передачу -ин формации, сравнивает ее с кодом доступа. При обнаружении совпадения последующая часть передачи принимается как продолжение ожидаемого пакета, при несовпадении — игнорируется. Таким образом удается отделять пакеты своего канала от пакетов других каналов, которые могут передаваться на той же частоте. Группа устройств, разделяющих один физический канал (то есть «знающих» одну и ту же последовательность перескоков и код доступа), образует так называемуюпикосеть (piconet), в которую может входить от 2 до 8 устройств. В каждой пикосети имеются одно ведущее устройство(мастер) и до 7 активных ведомых. Кроме того, в зоне охвата ведущего устройства в его же пикосети могут находиться «припаркованные» ведомые устройства: они тоже «знают» последовательность перескоков и синхро-

151

низируются (по перескокам) с мастером, но не могут обмениваться данными до тех пор, пока мастер не разрешит им активность.

Пикосети могут перекрываться зонами охвата, образуя «разбросанную» сеть (scatter net). При этом в каждой пикосети мастер только один, но ведомые устройства могут входить в несколько пикосетей за счет разделения времени(часть времени устройство работает в одной пикосети, часть - в другой). Более того, мастер одной пикосети может быть ведомым устройством другой пикосети. Эти пикосети никак не синхронизированы, каждая из них использует свой канал (последовательность перескоков). Устройство с помощью собственных«часов» поддерживает синхронизацию с каждой из этих пикосетей.

ВBluetooth определено несколько типов физических каналов, различающихся правилами перескоков частот и определения кода доступа. В каждый момент времени устройство может находиться только в одном физическом канале. При нормальной работе оно основное время находится в базовом(или адаптивном) канале пикосети, но периодически на некоторое время переключается в канал опроса и канал сканирования страниц, что обеспечивает возможность обнаружения новых устройств и соединения их в пикосети.

Вбазовом физическом канале пикосети псевдослучайная последовательность перескоков по 79 частотам и код доступа определяются по значению адреса мастера. Текущая частота определяется значением собственных часов мастера(CLKN, Clock Native). Ведомые устройства синхронизируются с мастером и отвечают уже на новой(в последовательности перескоков)

частоте. Номинальная частота перескоков1600 1/с, период повтора последовательности очень большой. Для работы базового канала ведомые устройства должны узнать физический адрес мастера, чтобы определить последовательность перескоков, и синхронизировать свои часы с мастером, чтобы их приемопередатчики переключали рабочие частоты синхронно с мастером. В базовом канале могут выделяться тайм-слоты для посылки пакетов-маяков

(beacon); эти маяки требуются для ресинхронизации припаркованных устройств(если таковые имеются). В этих пакетах передаются данные широковещательного транспорта припаркованных устройств.

Адаптивный физический канал пикосетипо назначению и характеристикам практически аналогичен базовому. Отличие заключается в адаптации перескоков (AFH, Adaptive Frequency Hopping) — мастер вычеркивает нежелательные частоты (оставляя не менее 20), при этом ведомое устройство отвечает на частоте предыдущего принятого им пакета. Адаптивный канал может быть установлен после установления базового канала (разрешением AFH).

В физическом канале опроса(inquiry scan) используется сокращенный набор частот(32 равномерно расположенные частоты). Опрашивающее устройство в каждом четном таймслоте выполняет передачу пакета опроса(одного и того же) на двух разных частотах(в начале и середине слота, так что частота перескоков составляет3200 1/с). В последующем (нечетном) слоте это устройство ожидает приема ответа на тех же частотах. Отвечающее устройство через 625 мкс после приема пакета опроса ответит пакетомFHS на той же частоте. В пакете опроса используется один из нескольких предопределенных кодов доступа (GIAC или DIAC). Опрашивающее устройство формирует тайм-слоты по своим собственным часам (CLKN), последовательность перескоков (укороченная псевдослучайная с периодом 32) соответствует используемому коду доступа.

В физическом канале сканирования страниц(page scan) также используется сокращенный набор частот (32). Псевдослучайная последовательность перескоков (с периодом 32) и код доступа определяются физическим адресом сканируемого устройства. Сканирующее устройство определяет текущую позицию в последовательности перескоков, используя ожидаемое им значение часов отвечающего (сканируемого) устройства (CLKE, Clock Estimated).

Сканирующее устройство (pager) передает пакет в каждом четном тайм-слоте дважды на двух разных частотах, в последующем (нечетном) слоте оно ожидает приема ответа на тех же частотах. Необходимость передачи на двух частотах следует из несинхронизированности

152

моментов смены слотов в двух устройствах; успех процедуры сканирования (установления) приводит к подстройке момента смены слотов у сканируемого устройства.

6.3.3.3. Синхронизация и установление соединений

Как уже упоминалось, канал в пикосети определяется последовательностью перескоков частот. Текущее положение (фаза) в этой последовательности определяется по«часам» устройства его внутреннему28-разрядному счетчику импульсов частоты3,2 кГц (номер слота определяется старшими27 битами, младший бит определяет полуслот для каналов опроса и сканирования). Такие часы имеются в каждом устройстве, они работают постоянно

идруг с другом никак не синхронизированы. Для того чтобы все время иметь представление

очасах друг друга, устройства вычисляют текущее смещение относительно своих часов, используя информацию пакетаFHS, передаваемого в ответ на пакет опроса (inquiry). Суммированием этого смещения со своими собственными часами устройство определяет ожидаемое значение часов партнера, что позволяет ему настраивать текущую частоту своего приемника на ожидаемую частоту сигнала от партнера и отсчитывать тайм-слоты, даже находясь в ином физическом канале. Поскольку генераторы всех устройств работают автономно, их частоты дрейфуют тоже автономно и смещение приходится периодически уточнять и корректировать. Автономный отсчет времени позволяет устройству«посещать» несколько каналов (в том числе и пикосетей) поочередно, имея представление об их времени

иположении их тайм-слотов.

Мастером становится устройство, инициирующее соединение с одним или несколькими другими устройствами. Физически мастер и ведомые устройства идентичны, их «титулы» определяют лишь роли в протоколе; мастером может стать любое устройство. Более того, уже после развертывания пикосети может произойти смена ролей устройств.

Для установления соединения в протоколе предусмотрена специальная процедураpaging. Каждое устройство, готовое войти в какую-нибудь пикосеть в качестве ведомого, периодически входит в состояние сканирования (page scan), используя соответствующий физический канал. В этом состоянии оно прослушивает эфир с последовательностью перескоков частот и кодом доступа, определяемым его собственным адресом; перескоки выполняются по его часам. Сканируемое устройство ожидает приема пакета ID, содержащего только код доступа, соответствующий его собственному адресу. Пакет ID посылает устройство-инициатор установления соединения, которое предварительно должно было узнать адрес и часы сканируемого партнера с помощью процедуры опроса. На этот пакет сканируемое устройство отвечает таким же пакетомID (на той же частоте). Получив ответ, инициатор посылает специальный пакет FHS, в котором сообщает свой адрес и класс устройства, показания своих часов, назначает сканируемому устройству его временный номер(LT_ADDR) и передает некоторые дополнительные параметры. На это сканируемое устройство отвечает все тем же пакетом ID и начинает использовать для перескоков адрес и часы инициатора, ставшего для него мастером (оно точно синхронизирует свои часы с моментом получения пакетаFHS).

Заключительным этапом установления соединения является посылка инициатором пакета POLL, на который сканируемое устройство обязано ответить(даже если ему нечего сообщить мастеру). С этого момента сканируемое устройство становится ведомым устройством в пикосети, а инициатор сканирования становится для него мастером.

Чтобы определить адреса окружающих устройств, а также определить значение их часов, используется процедура опросаinquiry. Устройство-исследователь окружения посылает пакеты ID с кодом опроса(GIAC или DIAC) на одной из специальных(тоже коротких) последовательностях перескоков. Опрос может быть глобальным, с кодом GIAC — на него должны отзываться устройства всех классов, или же выборочным, с кодами DIAC. Процедура опроса напоминает процедуруpaging, но здесь последовательность перескоков определяется уже не адресом устройства, а кодом доступа(GIAC или DIAC). Устройство