Vrstvy periferních rozhraní



Podobné dokumenty
Vrstvy periferních rozhraní

Sériové rozhraní IDE (ATA)

Přednášející: Zdeněk Kotásek. Ústav počítačových systémů, místnost č. 25

Pozice sběrnice v počítači

Seriové ATA, principy, vlastnosti

Základní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí. Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic.

Přednášející: Zdeněk Kotásek. Ústav počítačových systémů, místnost č. L322

Principy komunikace s adaptéry periferních zařízení (PZ)

Přednášející: Zdeněk Kotásek. Ústav počítačových systémů, místnost č. L336

Metody připojování periferií BI-MPP Přednáška 1

Praktické úlohy- 2.oblast zaměření

Principy konstrukce rozvodů V/V sběrnic

Paměti Rambus DRAM (RDRAM) Paměti Flash Paměti SGRAM

Principy konstrukce rozvodů V/V sběrnic

Systémová sběrnice, souvislost architektury počítače a systémové

Přednášející: Zdeněk Kotásek. Ústav počítačových systémů, místnost č. L322

Cíl přednášky: Obsah přednášky:

Konektory a Kabely. Aneb zařízení integrovaná do základní desky a konektory a kabeláž pro připojení externích zařízení

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 5

Paměti Rambus DRAM (RDRAM) Paměti Flash Paměti SGRAM

Sběrnice používané pro sběr dat

Principy činnosti sběrnic

Uplatnění sériových protokolů ve V/V sběrnici

Principy uplatňované v technice vysokorychlostních sériových přenosů Principy využité v SATA

Identifikátor materiálu: ICT-1-15

Disková pole (RAID) 1

Paměti Rambus DRAM (RDRAM) Paměti Flash Paměti SGRAM

AGP - Accelerated Graphics Port

Sběrnice SCSI a její využití

Sběrnice. Parametry sběrnic: a. Přenosová rychlost - určuje max. počet bitů přenesených za 1 sekundu [b/s]

Universal Serial Bus (USB)

Sběrnice SCSI a její využití

Periferní operace využívající přímý přístup do paměti

Systém řízení sběrnice

Architektura vnějších pamětí

Pokročilé architektury počítačů

IPZ laboratoře. Analýza komunikace na sběrnici USB L305. Cvičící: Straka Martin, Šimek Václav, Kaštil Jan. Cvičení 2

Sběrnice SCSI a její využití

Hardware PC Interní a externí interface

Rozhraní SCSI. Rozhraní SCSI. Architektura SCSI

Wie232. Převodník rozhraní Wiegand z bezkontaktních čteček na RS června 2011 w w w. p a p o u c h. c o m

Sériové komunikace KIV/PD Přenos dat Martin Šimek

Převodník sériového rozhraní RS-485 na mnohavidové optické vlákno ELO E171 Uživatelský manuál

Informační a komunikační technologie

AS-Interface. AS-Interface. = Jednoduché systémové řešení

Linkové kódy. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206 PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI

enos dat rnici inicializaci adresování adresu enosu zprávy start bit átek zprávy paritními bity Ukon ení zprávy stop bitu ijíma potvrzuje p

Optika v počítačovém vidění MPOV

Grafické adaptéry a monitory

Kódování signálu. Problémy při návrhu linkové úrovně. Úvod do počítačových sítí. Linková úroveň

Registrový model HDD

Cíl přednášky: Obsah přednášky:

AS-Interface. AS-Interface. = Jednoduché systémové řešení

Rozhraní diskových pamětí

Rozhraní diskových pamětí

AS-Interface. AS-Interface = Jednoduché systémové řešení. Představení technologie AS-Interface

Obecné principy konstrukce systémové sběrnice

Techniky sériové komunikace > Synchronní přenos

Obsluha periferních operací, přerušení a jeho obsluha, vybavení systémových sběrnic

DUM č. 6 v sadě. 31. Inf-7 Technické vybavení počítačů

Principy uplatňované v technice vysokorychlostních sériových přenosů Principy využité v SATA

Převodník RS-232/485 s galvanickým oddělením rozhraní ELO E06A. Uživatelský manuál

Mikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Zdeněk Dostál Ročník: 1. Hardware.

TECHNICKÁ SPECIFIKACE ÚČASTNICKÝCH ROZHRANÍ. POSKYTOVANÝCH SPOLEČNOSTÍ OVANET a.s.

Disková pole (RAID) 1

Paměti SDRAM (synchronní DRAM)

Paměti SDRAM (synchronní DRAM)

Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávání v informačních a komunikačních technologií

Metody připojování periferií

1. RS485. EIA-485 (formálně RS-485 nebo RS485) je elektrická specifikace fyzické hladiny

Multiplexory sériových rozhraní na optický kabel ELO E246, ELO E247, ELO E248, ELO E249, ELO E24A, ELO E24B. Uživatelský manuál

LETADLOVÉ SBĚRNICE JEDNOSMĚRNÁ SBĚRNICE AVIONICKÝ SYSTÉM S JEDNOSMĚRNOU SBĚRNICÍ

Periferní operace využívající přerušení

íta ové sít baseband narrowband broadband

SDRAM (synchronní DRAM) Cíl přednášky:

Zobrazovací jednotky a monitory

Převodník RS-232 na mnohavidové optické vlákno ELO E14C. Uživatelský manuál

Ústav automobilního a dopravního inženýrství. Datové sběrnice CAN. Brno, Česká republika

Střední odborné učiliště Domažlice, škola Stod, Plzeňská 322, Stod

Periferní operace využívající přerušení

ipomenutí - analogov ízené monitory

Rozhraní pro HDD, SSD a mechaniky optických pamětí

Sběrnice a rozhraní. Josef Voltr

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Principy uplatňované v technice vysokorychlostních sériových přenosů Principy využité v SATA

Grafické adaptéry a monitory

Modemy a síťové karty

architektura mostů severní / jižní most (angl. north / south bridge) 1. Čipové sady s architekturou severního / jižního mostu

pole Princip 1. Zvýšení rychlosti. 2. Zvýšení bezpečnosti uložených dat (proti ztrátě).

Grafické adaptéry a monitory

Periferní operace využívající přerušení


PŘEVOD DAT Z PARALELNÍCH NA SÉRIOVÁ. 1. Seznamte se s deskou A/D P/S (paralelně/sériového) převodníku stavebnicového systému OPTEL.

KONSTRUKCE SBĚRNICE PCI

Princip funkce počítače

Přenos signálů, výstupy snímačů

TECHNICKÁ SPECIFIKACE ÚČASTNICKÝCH ROZHRANÍ

Řízení IO přenosů DMA řadičem

13. Analýza činnosti procesorů a sběrnic. 14. Šíření signálu vedením, základy reflektometrie

Transkript:

Vrstvy periferních rozhraní Cíl přednášky Prezentovat, jak postupovat při analýze konkrétního rozhraní. Vysvětlit pojem vrstvy periferních rozhraní. Ukázat způsob využití tohoto pojmu na rozhraní RS 232. 1

Úvod Periferní zařízení jsou k počítačům připojována přes rozhraní (interface). Abstraktní model periferního rozhraní sestává z vrstev, jejich hranice nejsou však vždy jasné (zejména u starších typů rozhraní). Ne vždy musí být pro konkrétní rozhraní definovány všechny vrstvy: - Nejnižší vrstvy jsou vždy povinné. - Vrstva nejvyšší může být vypuštěna. Příklad: např. rozhraní SCSI je chápáno jako rozhraní se 4 vrstvami. 2

Nejnižší vrstva (tzv. fyzické rozhraní/fyzická úroveň): Je definováno: - typy kabelů a typy konektorů, - napěťové úrovně signálů rozhraní, požadavky na budiče kabelů (proudy), - časové relace mezi signály. Úroveň protokolu: Jsou definovány tyto vlastnosti: - specifikace slabik "data" a "příkaz", - způsob výměny dat/zpráv mezi zařízeními, - hlášení zařízení o připravenosti komunikovat, - specifikace způsobu detekce chyb při přenosu (detekce - sudá/lichá parita), - specifikace způsobu opravy chyb při přenosu (typ samoopravného kódu), 3

- terminologická poznámka: chyba dat je způsobena poruchou technického vybavení (např. rozhraní Centronics nebo tiskárny). Úroveň modelu periferního zařízení (model PZ): - Jsou definovány tyto vlastnosti: funkce periferního zařízení, popis reakce na příkazy, Příklad pro zařízení SCSI: je definován obecně účel zařízení s SCSI rozhraním, pak účel jednotlivých zařízení (disk, tiskárna, páska, ). Úroveň příkazů: - Je definována množina příkazů, jímž musí zařízení rozumět. Závěr: - Termín rozhraní (interface) mezi dvěma zařízeními je většinou chápán jako způsob komunikace mezi těmito dvěma zařízeními na dané množině signálů (to není správně). 4

- Termín rozhraní je nutno chápat komplexně, tzn. všechny 4 úrovně (vrstvy): fyzická úroveň, úroveň protokolu, úroveň modelu zařízení, úroveň příkazů - Existují rozhraní, která mají do jisté míry stejnou podobu na úrovni fyzického rozhraní, mají ale různý protokol (několik verzí komunikace přes rozhraní RS-232). - Jiná možnost: jedno rozhraní je realizováno na fyzické úrovni částečně odlišně (RS232-2 typy konektorů). 5

Příklady dalších rozhraní RS-232 Sériové rozhraní - data jsou přenášena sériově. Možnosti využití: - připojení terminálů a tiskáren k počítači - propojení dvou počítačů Velmi nestandardní situace - k propojení je možné použít pouze podmnožinu signálů, které tvoří rozhraní (různé možnosti) - žádné jiné rozhraní tuto vlastnost nemá. Zde bude presentována varianta se 3 signály. 6

Fyzická úroveň Charakteristika: - Umožňuje obousměrné propojení mezi dvěma zařízeními (point-to-point connection). - Rozhraní je bipolární: Úroveň +3 V až + 12 V (stav ON nebo také stav 0 - mezera). Úroveň -3 V až - 12 V (stav OFF nebo také stav 1 - značka). Novější aplikace nepracují se zápornou hladinou stav OFF = 0 V, stav ON menší napětí než +12 V. Stav dnes možnost využít obvody napájené + 5 V => menší odolnost proti rušení. Jiná alternativa: +5 V až + 15 V, -5 V - - 15 V. 7

ON - mezera + 12 V OFF mezera - 12 V - Datové propojení je realizováno pomocí tří signálů: TD (Transmit Data), RD (Receive Data) a Ground (zem). - Signály TD a RD jsou překříženy. - Tento způsob propojení je označován jako mini RS-232. - Konektor sestává z 25 (DB25) nebo 9 vývodů (DB9). Podstatné: nejde o diferenciální spoj, součástí rozhraní je Ground (zem), přenášené úrovně se srovnávají proti zemi 8

Úroveň protokolu Data jsou přenášena po znacích (slabikách), znaky jsou dále rozděleny na bity a přeneseny sériově (serializér). Vstup: paralelní data šířka: např. 32 bitů SE- RIA- LI- ZÉR Výstup: serializovaná data šířka: 1 bit Na straně přijímače jsou znaky znovu rekonstruovány (deserializér). 9

Vstup: seriová data šířka: 1 bit DE- SE- RIA- LI- ZÉR Výstup: paralelní data šířka: např. 32 bitů Pozn.: Prvky typu serializér/deserializér najdeme i v dalších typech zařízení, kde je pořeba transformovat data z paralelní formy do sériové a naopak (např. disková paměť). Před datovými bity je "start bit", za daty je "stop bit". Datové bity mohou být doplněny o paritní bit. 10

Rychlost přenosu: obě komunikující zařízení musí být nastavena na stejnou rychlost. Mini RS-232 nemá svůj vlastní protokol, využívá však tzv. protokol XON/XOFF. - Když není přijímací strana schopná přijímat data, pak to dá vysílací straně najevo tak, že jí odešle specielní znak označovaný jako slabika XOFF. - Naopak, jakmile je přijímací strana později schopná znovu data přijímat, pak odešle slabiku XON. - Je to způsob, jak pomalejší zařízení dá najevo, že není schopno přebírat data. 11

PC T o t o j e t e s t r o z h r a n í. tiskárna S XOFF Q XON Úroveň příkazů Když bylo vyvinuto rozhraní RS-232, tak se o konkrétní množině příkazů (typické pro RS-232) neuvažovalo. Až s připojováním konkrétních periferních zařízení bylo nutné se zabývat způsobem řízení těchto zařízení. Jiná situace existuje např. pro rozhraní SCSI, kde existuje množina příkazů použitelná pro celou škálu zařízení, tato množina je typická právě pro SCSI. 12

Zvláštnost rozhraní RS-232 - rozhraní je označováno jako asynchronní. Zdůvodnění: - Synchronní přenos je takový přenos, kdy kromě vodičů, po nichž jsou přenášena data, existují ještě vodiče, přes něž je přenášena synchronizace. - Situace u RS-232: neexistuje signál pro přenos synchronizace, na straně vysílače a přijímače jsou obvody, v nichž jsou synchronizační pulsy generovány - obojí musí pochopitelně pracovat na stejném kmitočtu. - Způsob realizace těchto obvodů - generátor kmitočtu generuje synchronizační pulsy s kmitočtem výrazně vyšším než je pracovní kmitočet, pracovní kmitočet se získá dělením pomocí čítačů. - Výhoda takového přístupu - vyšší přesnost pracovního kmitočtu. 13

Výhoda mimi RS-232 Rozhraní RS-232 je dnes k dispozici na všech počítačích. Nedostatky mini RS-232 Propojení sestává pouze ze 3 vodičů. Existuje značné množství možností selhání spojení. Minimální možnosti, jak analyzovat důvody selhání spojení. Existuje jistá možnost detekce (nikoliv korekce) datové chyby pomocí paritního bitu. Zcela chybí protokol, jímž by zařízení sdělilo opačné straně, že není schopno se přizpůsobit parametrům přenosu. 14

Rozhraní RS 485 a RS 422 Výrazná odlišnost: data jsou přenášena jako diferenciální signál, jsou tudíž odolnější proti rušení. Výsledek: - Při základním zapojení sběrnice, tj. použití dvou vodičů, po nichž se vysílají data s diferenciálním kódováním, lze přenos provádět až na vzdálenost 1200 metrů, přičemž přenosová rychlost může na tuto vzdálenost dosáhnout 100 kbps. - Kratší vzdálenost, přenosová rychlost se může stokrát zvýšil. Do vzdálenosti cca 15 metrů je tak možné dosáhnout rychlosti 10 Mbit/s. 15

Zobecnění získaných poznatků Při studiu rozhraní je třeba se zaměřit na: Pochopení způsobu komunikace přes rozhraní, identifikaci signálů, které se na komunikaci podílejí. Zjištění, jaké jsou napěťové úrovně komunikujících signálů. Zjištění časových relací, které musejí být při komunikaci dodrženy. Zjištění, zda existuje alternativa komunikace na podmnožině signálů rozhraní. Způsob obsluhy periferní operace (programová obsluha/využití mechanismu přerušení/využití mechanismu DMA), jak je rozhraní pro tyto alternativy vybaveno. Principy vytváření stavové informace řadiče a periferního zařízení a její přenos do procesoru. Pochopení množiny příkazů, jimiž je periferní zařízení řízeno. 16