- •Содержание
- •Краткий обзор интерфейсов пу
- •Системный интерфейс isa
- •Виды устройств, работающие на шине isa
- •Характеристики задатчиков на шине Центральный процессор
- •Контроллер пдп
- •Внешняя плата
- •Режимы прямого доступа к памяти или к устройствам ввода/вывода
- •Режим сброса
- •Контроллер регенерации памяти
- •Общее описание шины isa
- •Адресное пространство при обращении к памяти
- •Адресное пространство для устройств ввода/вывода
- •Структура прерываний
- •Перестановщик байтов
- •Описание сигналов на шине isa
- •Сигналы адреса
- •Командные сигналы
- •Центральные сигналы управления
- •Сигналы прерывания
- •Сигналы режима пдп
- •Питание
- •Циклы шины
- •Цикл Доступа к Ресурсу
- •Цикл Доступа к Ресурсу - 0 тактов ожидания
- •Цикл Доступа к Ресурсу - Нормальный цикл
- •Цикл Доступа к Ресурсу - Удлиненный цикл
- •Цикл Регенерации - Введение
- •Цикл Регенерации - Нормальный цикл
- •Цикл Регенерации - Удлиненный цикл
- •Цикл пдп
- •Цикл пдп - Нормальный цикл
- •Цикл пдп - Удлиненный цикл
- •Цикл Захвата Шины
- •Временные диаграммы шины isa
- •Характеристики соединителей на шине Назначение выводов соединителей, устанавливаемых в слоты
- •Электрические характеристики сигналов
- •Дополнительные требования к приемникам и передатчикам на внешних платах
- •Нагрузочные резисторы на шине
- •1.2. РадиоинтерфейсBluetooth
- •2. Последовательные шины usb и Fire Wire
- •2.1. Шина usb
- •2.1.1. Организация шиныUsb
- •2.1.2. Модель передачи данных
- •2.1.3. Протокол
- •2.1.4. Типы передач данных
- •2.1.5. Синхронизация при изохронной передаче
- •2.1.6. Хост
- •2.1.7. Применение шиныUsb
- •2.1.8. Разработка собственных устройствUsb
- •2.2. Шина ieee 1394 - FireWire
- •2.2.1. Физический уровень сети
- •2.2.2. ПротоколIeee1394
- •2.2.3. Устройства и адаптеры 1394
- •2.2.4. Использование 1394
2.1.8. Разработка собственных устройствUsb
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, FS или 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 Semiconductor каждый 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 EEPROM идентификатор 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.netchip.com, www.motorola.com, www.semiconductor.philips.com, 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.
2.2. Шина ieee 1394 - FireWire
Стандарт для высокопроизводительной последовательной шины (High Performance Serial Bus), получивший официальное название IEEE 1394, 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 Computer в качестве дешевой альтернативы SCSI в компьютерах Macintosh и PowerMac. Название FireWire («огненный провод») теперь применяется и к реализациям IEEE 1394, оно сосуществует с кратким обозначением 1394. Другое название того же интерфейса — iLink, а иногда и Digital Link — используется фирмой Sony применительно 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, S200 и S400 соответственно. 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 FireWire перечислены 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 (CD и 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. FireWire расширяет технологию PnP. 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 VESA позиционируется как шина «домашней сети», объединяющей всю бытовую и компьютерную технику в единый комплекс. Эта сеть является одноранговой (peer-to-peer), чем существенно отличается от USB.