LPT - порт (порядковий принтер)
Це програмно керований порт. BIOS комп’ютера підтримує 5 режимів функціонування цього порта в тому числі протокол SPP (standard parallel port).ю це практично і є підтримкою інтерфейсу Centronic. Протокол SPP передбачає однонаправлений симплексний обмін даними та управління згідно з стандартом Centronic. Протокол Fast centronic реалізовує швидкодіючий режим прямого доступу до памяті що забезпечує підвищення продуктивності цього порта. BIOS має принципову можливість підтримки до 4 LPT портів комп’ютера. Переважно LPT порт використовує 25 контактний з’єднувач і 25 контактну розетку.
IEEE-488 (GPIB)
Це ПШЗП – приборна шина загального призначення. Цей інтерфейс призначений для побудови інформаційно вимірювальних систем.
Це магістральний паралельний напів дуплексний асинхронний інтерфейс. Він має дві шини: інформаційну та шину управління. Інформаційна шина має 8 ліній зв’язку що забезпечує можливість паралельного однобайтового обміну інформацією. Інформація може бути наступних типів: адреси або номери пристроїв, команди, дані, інформація про стан. ШУ має також 8 ліній зв’язку із яких 3 використовуються для безпосереднього управління обміном інформацією через магістраль а 5 інших використовуються загального управління магістраллю. периферійна підсистема побудована на цьому інтерфейсі може мати 1 кнтролер що є складовою частиною комп’ютера та до 15 пристроїв під’єднаних до магістралі. Загальне управління периферійною підсистемою реалізовує контролер компютера. Пристрої на магістралі можуть реалізовувати такі 4 функції:
|
|
|
1) Приймача.
2) Передавача.
3) Приймача та передавача.
4) Контролера.
Контролер компютера спеціальною командою може передати на невеликий інтервал часу управління магістраллю одному із пристроїв магістралі. Тоді цей пристрій встановлює логічнй зв'язок з іншим пристроєм. Відбувається обмін даними після чого управління магістраллю повертається контролеру комп’ютера. Контролер комп’ютера функціонує за програмами укладеними із використання оригінальної системи команд. Ці команди розділені на 5 груп:
1) Адресні.
2) Передавання.
3) Приймання.
4) Універсальні. Це такі команди коли вони одночасно стосуються до усіх пристроїв магістралі.
5) Вторинні. Використовуються для організації обміну даними через повідомлення спеціальних форматів.
Використовуються сигнали рівнів ТТЛ. Максимальна відстань між пристроями може досягати до 20 метрів, тоді нномінальна швидкість обміну 250 Кб на секунду. Якщо відстань не перевищує 1 метра то швидкість обміну може бути в 1 Мб на секунду.
Лекція 5
ATA. Спеціалізовані інтерфейси.
|
|
|
Це інтерфейс який орієнтований на організацію взаємодії між ядром комп’ютера та дисковими накопичувачами. Ідеєю створення цього інтерфейсу було максимальне наближення електронних вузлів управління безпосередньо до дискових накопичувачів ця технологія отримала назву IDE і в яких випадках її називають IDE. Інтерфейс побудований на основі системної магістралі ISA при цьому використані мінімально необхідні сигнали а саме: ШД використана повністю; це паралельний 16 розрядний інтерфейс.; ША – 3 молодших розряди поступають від магістралі безпосередньо від накопичувачів а старші адресні розряди разом із управляючим сигналом ідентифікації звернення до портів введення-виведення поступають на плату керування на дишефратор де формуються 2 сигнали виборки накопичувачів CS0 ta CS1; із ШУ використані сигнали апаратного скиду, сигнали управлінн записом у порти уведення-виведення та читання із цих портів, управління простим доступом до памяті, управління розрядністю передачі даних, запит переривань.
Основними компонентами інтерфейсу є :
1) Хост адаптер який забезпечує взаємоїю між системною магістраллю та дисковими накопичувачами.
2) Пристрій 1 (провідний пристрій) який вибирається сигналом вибірки CS0.
|
|
|
3) Підрядний пристрій (Slave) або пристрій 1 який вибирається CS1.
4) Джгути із трьома стандартизованими сорока контактними з’єднувачами.
Якщо в комп’ютері використовуються тільки один дисковий накопичувач то він має бути пристроєм 0 (MASTER). в перших версіях інтерфейсу була використана класична трьохрядна адресація CHS (циліндр, головка, сектор) в подальшому для розширення функціональних можливостей була введена лінійна блокова адресація LBA. Інтерфейс створений був як відкритий стандарт що дав можливість його постійного удосконалення і створення різних версій цього інтерфейсу. Найбільш поширеними версіями є наступні:
- АТА, який забезпечує паралельний 16 розрядний обмін даними із двома накопичувачами.
- XT-BUS. Це паралельний 8 розрядний інтерфейс на два дискових накопичувачами.
- АТА-2. Це фактично 2 канальний АТА на 4 дискових накопичувачі.
- Fast ATA – 2. Вдосконалений АТА – 2 із вдосконаленим режимом прямого доступу до памяті із номінальною швидкістю обміну до 13мб\сек.
- АТА -3. Це вдосконалення засобів управління інтерфейсу АТА-2 в тому числі введення парольного захисту, покращення засобів інтерфейсної самодіагностики.
- АТА/АТАРІ-4. Це подальше вдосконалення інтерфейсу направлене на реалізацію блочного пакетного обміну даними, введення над швидкого режиму прямого доступу до памяті що забезпечує можливість досягати швидкості обміну в 33 мб/сек.
|
|
|
- SATA. Це перехід на послідовне передавання даних в результаті чого суттєво зменшується загальна кількість ліній зв’язку у джгутах інтерфейсу.
Для програмної сумісності інтерфейс має оригінальну систему команд яка забезпечує можливість створення відносно простих і недорогих драйверів управління.
Інтерфейс забезпечує можливість обміну даними із різною продуктивністю від двох мегабайт на секунду до 33мб/сек. Таким чином інтерфейс АТА і його версії забезпечують просту взаємодію між ядром комп’ютера та дисковими накопичувачами що відповідає низькій вартості апаратних та програмних засобів при непоганій швидкодії. До недоліків відносять малу кількість пристроїв у периферійній підсистемі (максимум 4) та відсутність універсалізації через узьку спеціалізацію інтерфейсу на дискові накопичувачі.
SCSI
Системний інтерфейс для малих комп’ютерних систем. Був розроблений в 1986-1990 роках. В першу чергу призначений для роботи з дисковими накопичувачами однак передбачена можливість роботи з іншими периферійними пристроями в тому числі з мережевими адаптерами. Цей інтерфейс магістрального типу із позиційною радіальною вибіркою пристроїв. Передбачає взаємодію контролера або хост адаптера який є складовою частиною копютера та периферійних пристроїв які в цьому інтерфейсі названі логічними пристроями. Зєднання логічних пристроїв реалізовується за магістральним принципом. Магістраль має дві шини перша ШІ, друга – ШУ. За кількістю ліній в інформаційній шині створена 3 версії інтерфейсу: SCSI, SCSI-2, SCSI-3.
1 має 8 розрядну інформацій шину. Має 16 розрядну шину. 3 має 32 розрядну інформаційну шину. Крім цього ці версії мають можливість підключення різної кількості периферійних пристроїв. Це обумовлено тим що процес вибірки реалізовується подачею сигнала на одну із ліній зв’язку інформаційної шини при формуванні відповідного керуючого сигналу. Кожна із версій інтерфейсу може функціонувати в чотирьох режимах із різними тактовими частотами а саме: нормальний режим із частотою 5 МГц; швидкий режим із тактовою частотою 10 МГЦ; ультра фаст (над швидкий) із тактовою частотою 20 МГЦ; ультра фаст 2 з частотою 40 МГЦ. Відповідно номінальна швидкість обміну на магістралі для різних версій і режимів у мегабайтах на секунду (20, 40, 80, 160).
Для інтерфейсу створена оригінальна система команд яка забезпечує можливість створення програмних драйверів для реалізації взаємодії між пристроями. Взаємодія між пристроями в тому числі обмін даними реалізовується через так звані фази магістралі. Для взаємодії пристроїв виділено 4 наступні фази шини: арбітраж, вибірка, пере вибірка передобір пристрою і команди. Окремою фазою є стан спокою коли магістраль повністю не задіяна ні одним із пристроїв. Для безпосереднього обміну інформацією використовується наступних 5 фаз: дані на введення; дані на виведення; введення стану; повідомлення на виведення; повідомлення на введення. Ці фази кодуються відповідними бітами інтерфейс них командах. Для інтерфейсу ініціалізовані протоколи обміну які забезпечують можливість підключення різних типів периферійних пристроїв. Для цього в системі команд виділені загальні команди які використовуються для пристроїв усіх класів специфічні команди для певного класу пристроїв а також є резерв для використання додаткових специфічних команд на певний запит користувача. Отже, інтерфейс забезпечує високу продуктивність, є можливість вклчення до периферійної підсистеми до 16 пристроїв. Оскільки основним у практиці є SCSI-2. У порівнянні із АТА він є більш складнішим. Відповідно більш дорожчими є з вартістю апаратні та програмні засоби. інтерфейси АТА та сказі є конкурентими на комп’ютерному ринку застосування що заставляє їх постійно вдосконалюватися разом із розвитком комп’ютерів. Це забезпечило їхні більш ніж 25 річне застосування на ринку КТ.
Лекція 6
Інтерфейс RS-232c (C-2)
Цей інтерфейс розроблений для систем передачі інформації, на базі інтерфейсу С-2. Це радіальний, послідовний, дуплексний, асинхронний інтерфейс. Інтерфейс передбачає можливість функціонувати з різними швидкостями обміну даними. Номінальна швидкість 9600 біт\сек., є стандартний ряд швидкостей обміну менший у 2n рази, тобто, 4800, 2400 до 75 біт\сек. Може бути і більше за 9600 – в тому числі 38400. Є нестандартні шивидкості наприклад: 4400, 50, 100 , коли синхронізація обміну реалізовується від частоти силової мережі 50 Гц, тобто 220 В. Стандартом передбачено можливість використання напругових і струмових електричних сигналів. Струмові не знайшли практичне застосування, тому розглядаємо тільки на пругові сигнали:
На лінії зв’язку використовуються сигнали в діапазоні -15В до +15В. При обміні даними використовується інверсні сигнали, логічний 0 для передавача має бути в межах від +5В до +15В. Для приймача логічний 0 має бути в межах від +3В до +15В. Логічна 1 для передавача має бути в межах від -5В до -15В, а для приймача від -3В до -15В. При використанні не стабілізованих джерел живлення діапазон напруг може бути від -25В до +25В для ненавантажених ліній. При реалізації цього інтерфейсу так званих COM- портах комп’ютера діапазон змінних напруг від +12В до -12В. Для інтерфейсу рекомендується використовувати стандартизовані 9-контактні та 25-контактні з’єднувачі. Інтерфейс передбачає використання магістралі із шини даних та шини управління. Шина даних має 2 лінії зв’язку для послідовного 2-направленого обміну даними. Шина управління має 6 ліній зв’язку і використовується для апаратного управління обміном. Склад ліній зв’язку та відповідних сигналів а також підведення їх до контактів 25-контактних з’єднувачів можна показати таблицею 1:
| Контакти | Позначення | Назва |
| 1 | PG | Екран, захисне заземлення |
| 2 | -TxD | Дані від передавача. Знак – вказує на інверсний код |
| 3 | -RxD | Дані до приймача |
| 4 | RTS | Запит передавача. |
| 5 | CTS | Скидання передавача |
| 6 | DSr | Готовність приймача |
| 7 | SG | Сигнальна земля |
| 8 | DCD | Виявлення несучої частоти сигналу |
| 20 | DTR | Готовність терміналу |
| 22 | Ri | Показник викликів при використанні комутованих ліній зв’язку |
Обмін даними відбувається словами стандартизованих форматів. Передача відбувається за певну кількість тактів, мінімально 7 максимально 12 тактів. Формат слова можна подати рисунком 1:
Слово має 4 поля:
1 – старт (1 такт)
2 – дані. Може бути 5, 7 або 8 тактів.
3 – контроль. 1 такт або 0 тактів
4 – стоп. 1 такт або 2 такти.
Передбачено використання поля СТОП у 1.5 такти, коли пів такту використовується як обов’язкова пауза між словами. Тривалість паузи не регламентована, вона визначається передавачем. Тривалість такту Т є оберненою величиною до швидкості обміну, тобто Т 
(с).
Передача слова ініціюється передавачем сигналом “Старт”. За переднім фронтом сигналу старт приймач вмикає свої засоби синхронізації і починає відлік часу 
. Якщо в момент часу наявний сигнал старту, тоді приймач вважає що йому надсилається слово і наступні такти посередині кожного такту ідентифікує логічний 0 чи логічну 1. Поле контролю може контролювати поле даних за парністю або за непарністю. При контролі за парністю кількість логічних 1 у полі даних разом із полем контролю має бути парною, при контролі на непарність кількість логічних одиниць у полі даних разом з полем контролю має бути непарною. Сигнали стоп завжди є інверсними стосовну сигналу старт. Ідентифікація сигналів посередині такту забезпечує високу надійність та достовірність передачі даних захищає передачу даних від впливу завад, а також від перехідних процесів при перемиканні сигналів із 1 рівня в інший. Інтерфейс передбачає можливість використання апаратного протоколу керування потоку даних, або програмного протоколу керування потоком даних. При апаратному протоколі керування використовується сигнали та лінії керування в тому числі запит передавача, готовність приймача, готовність терміналу. При програмному протоколі керування можуть використовуватись тільки 2 лінії шини даних: - TxD та –RxD, при цьому використовується так званий асинхронний протокол XON, XOFF. Програмний протокол керування має ту перевагу, що відпадає необхідність використання ліній зв’язку шини керування, однак він в деякій мірі порушує дуплексний режим і є менш продуктивним у порівнянні з апаратним керуванням. З'єднання пристроїв має 2 підходи коли: використовуються модеми, то виходи контролерів інтерфейсу із модемами з’єднуються один до одного. При з’єднанні контролерів із периферійними пристроями, чи зєднання 2-х комп’ютерів використовується перехресне перемикання сигналів - TxD та –RxD. При програмному управлінні потоку даних перемикається сигнали RTS та CTS. Інтерфейс передбачає можливість функціонування в тестовому режимі при використанні тестових з’єднувачів. Там перемикаються контакти 2-3, 4-5 і 6-8-20, тоді контролер інтерфейсу працює у так званому режимі сам на себе, він приймає дані, які передає, порівнює їх ідентичність, визначає правильність функціонування контролера. При штатній роботі засобів інтерфейсу контролер передавача, та контролер приймача мають бути налаштовані на одинаків режим функціонування, тобто одинакова кількість біт у полі даних ( тобто 5, 7 чи 8) , одинаків спосіб контролю (парність чи непарність, одинакова кількість стокових біт, одинакова швидкість обміну даними. Це реалізовується програмуванням контролерів інтерфейсу. При реалізації використовується спеціальні великі інтегральні схеми (ВІС) асинхронних прийомоприймачів. Є цілий ряд таких мікросхем коли в 1 мікросхемі реалізовується 1, 2 чи 4 контролери інтерфейсу. Ці контролери працюють із сигналами ТТЛ (від 0 до +5В), для формування сигналів для ліній зв’язку використовується перетворювачі рівнів ТТЛ в RS, а для прийманні використовуються перетворювачі рівнів RS в ТТЛ. Ці перетворювачі також реалізовуються на серійних мікросхемах.
Інтерфейс CL - Сurrent Loop. (ІРПС – інтерфейс радіальний послідовний)
Цей інтерфейс також призначений для систем передачі інформації на великі відстані до 1200 метрів. Він за логікою роботи ідентичний інтерфейсу RS-232c, основною відмінністю є використання струмових сигналів. Можуть використовуватися 2 варіанти струмових сигналів:
1. Це 20 міліамперні сигнали, коли логічна 1 кодується струмом 20 ±5 міліампер, а логічний 0 кодується струмом не більшим 3 міліампер.
2. Це 40 міліамперні струмові сигнали, коли логічна 1 кодується струмом 40 ± 10 міліампер, а логічний 0 відповідає струму не більше 10 міліампер.
Використовується тільки програмне керування потоку даних, тому використовується тільки сигнали - TxD та –RxD. Для кожного із цих сигналів використовується лінія зв’язку типу струмової петлі, коли використовується прямий і зворотній провідник для кожної лінії зв’язку. Лінії зв’язку гальванічно роз’єднані із електронними вузлами пристроїв між якими відбувається обмін. Використовується принцип так званої гальванічної розв'язки, для цього найчастіше використовується оптоелектронні пари (оптрони). Це захищає електронні вузли пристроїв від дії завад високої потужності чи випадкового попадання у лінії зв’язку силової напруги (силової мережі).
Лекція 7
USB(universal serial BUS)
цей інтерфейс розроблений в 1996 році (1 версія) і призначений для
побудови периферійних підсистем для широкого класу периферійних пристроїв.
Це послідовний напівдуплексний асинхронний інтерфейс із змішаною
системою зєднання компонентів. Інтерфейс передбачає взаємодію між хост
контролером який є складовою частиною компютера (хост-компютер) та
пристроями які можуть бути двох типів:
а) це периферійні пристрої.
б) Хаби Hub, які є комутуючими пристроями.
До компонентів також відносять кабелі із стандартизованими зєднувачами.
Інферфейс розроблений за відкритою схемою його версії постійно
вдосконалюють інтерфейс та розширюють його функціональні можливості.
Структура зєднань радіально-ланцюгова і цю стуктуру умовно можна
представити як багаторівневу піраміду. Максимальна кількість рівнів 5.
максимальна кількість пристроїв — 127. вершиною піраміди є хост-контролер,
який забезпечує взаємодію з одного боку із ядром хост компютера, а з іншого
боку з пристроями периферійної підсистеми.
Hub - це є комутуючі пристрої що мають один порт так званий верхній порт для взємодії з верхнім рівнем периферійної підсистеми та один, два, чотири,, вісім, шістнадцять портів для організації взаємодії з наступним або нижнім рівнем периферійної підсистеми.
Хост-контролер інтегрується безпосередньо із кореневим хабом. Кількість
портів нижнього рівня кореневого хаба визначають можливу стуктуру
периферійної підсистеми. На наступних рівнях після кореневого хабу можуть
бути хаби нижніх рівнів, периферійні пристрої які в даному стандарті
називаються функціями можуть бути конструктивно та функціонально обєднані
функція та хаб. Взалежності від версій інтерфейсних і від схемотехнічних
рішень продуктивність інтерфейсу може бути різною і інтерфейс може
функціонувати в повільному режимі і швидкістю обміну в 1,5 мегабіт на
секунду. В нормальному режимі із швидкістю обміну до 12 Мбіт\секунду і в
швидкому режимі до 480 Мбіт/секунду. Теоретично інтерфейс може працювати
в над швидкому режимі із швидкістю до 2 Гбіт/секунду.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!