Download - 3. Magistrale
![Page 1: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/1.jpg)
1Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
3. Magistrale
IntroducereConsiderații electriceSincronizarea transferurilor de dateArbitrajul de magistralăMagistrala VMEMagistrale localeMagistrala PCIVariante ale magistralei PCIMagistrale seriale
08.11.2017
![Page 2: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/2.jpg)
2Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrale seriale
Magistrale serialeMagistrala I2CMagistrala SPIMagistrala USB
08.11.2017
![Page 3: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/3.jpg)
3Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrale seriale
Alternative viabile la magistralele paraleleAvantaje:
Conectori cu dimensiuni mai reduseSusceptibilitate mai redusă la interferențe electriceDistanță de interconectare mai mareFiabilitate mai ridicatăCost mai redus al interfeței
08.11.2017
![Page 4: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/4.jpg)
4Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrale seriale
Magistrale serialeMagistrala I2CMagistrala SPIMagistrala USB
08.11.2017
![Page 5: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/5.jpg)
5Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala I2C
Magistrala I2CPrezentare generalăCondiții de START și de STOPTransferuri de dateVersiuni
08.11.2017
![Page 6: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/6.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 6
Prezentare generală (1)
I2C (Inter-Integrated Circuits) – PhilipsMagistrală bidirecțională cu două linii:
Date seriale SDA (Serial Data)Ceas serial SCL (Serial Clock)
08.11.2017
![Page 7: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/7.jpg)
7Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Prezentare generală (2)
Un dispozitiv conectat la magistrala I2C poate funcționa ca:
Receptor Transmițător și receptor
Fiecare dispozitiv are o adresă unicăTransmițătoarele și receptoarele pot funcționa în modul master sau slavePot exista mai multe dispozitive master
Procedură de arbitraj08.11.2017
![Page 8: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/8.jpg)
8Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala I2C
Magistrala I2CPrezentare generalăCondiții de START și de STOPTransferuri de dateVersiuni
08.11.2017
![Page 9: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/9.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 9
Condiții de START și de STOP (1)
Generate de către dispozitivul masterCondiție de START:
Tranziție 1 0 a liniei SDA, SCL = 1 logicCondiție de STOP:
Tranziție 0 1 a liniei SDA, SCL = 1 logic08.11.2017
![Page 10: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/10.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 10
Condiții de START și de STOP (2)
Datele de pe linia SDA trebuie să fie stabile în timp ce SCL este 1 logicDatele se pot schimba numai atunci când SCL este 0 logic
08.11.2017
![Page 11: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/11.jpg)
11Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala I2C
Magistrala I2CPrezentare generalăCondiții de START și de STOPTransferuri de dateVersiuni
08.11.2017
![Page 12: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/12.jpg)
12Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Transferuri de date (1)
Categorii de informații transmise pe magistrala I2C, între condițiile de START și de STOP:
Adresa dispozitivului slave 7 sau 10 biți
Bit de citire/scriereBiți de date, în segmente de câte 8 bițiBit de confirmare
Transmis după fiecare segment de date
08.11.2017
![Page 13: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/13.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 13
Transferuri de date (2)
Exemplu de transferNumărul de octeți din cadrul unui transfer nu este limitatReceptorul poate forța transmițătorul într-o stare de așteptare
08.11.2017
![Page 14: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/14.jpg)
14Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Transferuri de date (3)
Trei formate pentru transferuri de date:Scriere date de la un transmițător master la un receptor slaveCitire date de către un dispozitiv masterTransferuri de citire și scriere multiple
Adresa și direcția datelor sunt codificate în primul octet după condiția de START
Bit c.m.p.s. = 0: scriere date de la masterBit c.m.p.s. = 1: citire date de la slave
08.11.2017
![Page 15: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/15.jpg)
15Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala I2C
Magistrala I2CPrezentare generalăCondiții de START și de STOPTransferuri de dateVersiuni
08.11.2017
![Page 16: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/16.jpg)
16Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni (1)
Magistrala I2C originalăRata de transfer maximă de 100 Kbiți/sAdrese de 7 biți
Versiunea 2.0 Mod de transfer rapid (Fast-mode), max. 400 Kbiți/sAdrese de 10 bițiPosibilitatea conectării dispozitivelor cu adrese de 7 sau 10 biți
08.11.2017
![Page 17: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/17.jpg)
17Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni (2)
Versiunea 2.1Deplasarea nivelelor de tensiune (Level-shifting) pentru conectarea dispozitivelor cu tensiuni de alimentare diferiteSpecificații extinse pentru dispozitive cu tensiunea sub 2,7 VMod de transfer de viteză ridicată (High-speed) → max. 3,4 Mbiți/s
08.11.2017
![Page 18: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/18.jpg)
18Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrale seriale
Magistrale serialeMagistrala I2CMagistrala SPIMagistrala USB
08.11.2017
![Page 19: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/19.jpg)
19Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala SPI
Magistrala SPIPrezentare generalăSemnalele magistraleiFuncționareaAvantaje și dezavantajeComparație cu magistrala I2C
08.11.2017
![Page 20: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/20.jpg)
20Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Prezentare generală
SPI (Serial Peripheral Interface)Elaborată de firma Motorola și adoptată de numeroși producătoriMagistrală serială sincronăComunicație duplex
Patru linii de comunicațieDatele sunt transferate în ambele direcții
Mod de comunicație master/slaveSe pot conecta mai multe dispozitive slave
08.11.2017
![Page 21: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/21.jpg)
21Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala SPI
Magistrala SPIPrezentare generalăSemnalele magistraleiFuncționareaAvantaje și dezavantajeComparație cu magistrala I2C
08.11.2017
![Page 22: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/22.jpg)
22Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Semnalele magistralei (1)
Patru semnale:SCLK (Serial Clock)MOSI (Master Output, Slave Input)MISO (Master Input, Slave Output)nSS (Slave Select)
Configurație cu un singur dispozitiv slave
08.11.2017
![Page 23: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/23.jpg)
23Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Semnalele magistralei (2)
Configurație cu trei dispozitive slave
08.11.2017
![Page 24: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/24.jpg)
24Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Semnalele magistralei (3)
Configurație cu trei dispozitive slave conectate în lanț
08.11.2017
![Page 25: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/25.jpg)
25Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Semnalele magistralei (4)
Nume alternative pentru semnale:SCLK SCKMOSI SDI (Serial Data In), DI, SIMISO SDO (Serial Data Out), DO, SOnSS nCS, CS, STE (Slave Transmit Enable)
SDI/SDO: SDO al dispozitivului master conectat cu SDI al dispozitivului slave
08.11.2017
![Page 26: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/26.jpg)
26Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala SPI
Magistrala SPIPrezentare generalăSemnalele magistraleiFuncționareaAvantaje și dezavantajeComparație cu magistrala I2C
08.11.2017
![Page 27: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/27.jpg)
27Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Funcționarea (1)
Transmisia datelorConfigurarea frecvenței semnalului de ceas (1 .. 70 MHz)Selectarea dispozitivului slaveOpțional: timp de așteptare (de exemplu, pentru conversia analog-digitală)Cicluri de ceas pentru comunicație duplex:
M linia MOSI SS linia MISO M
08.11.2017
![Page 28: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/28.jpg)
28Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Funcționarea (2)
Se utilizează două registre de deplasareDe obicei, primul bit este bitul c.m.s.Durata: orice număr de cicluri de ceasDimensiunea cuvintelor depinde de aplicație
08.11.2017
![Page 29: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/29.jpg)
29Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Funcționarea (3)
Polaritatea și faza semnalului de ceasPolaritatea (CPOL): determină valoarea de bază (inițială) a semnalului de ceas (0, 1)Faza (CPHA): determină frontul pe care sunt citite și modificate dateleCPOL = 0
CPHA = 0: citirea pe frontul crescător, modificarea pe frontul descrescătorCPHA = 1: citirea pe frontul descrescător, modificarea pe frontul crescător
08.11.2017
![Page 30: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/30.jpg)
30Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Funcționarea (4)
08.11.2017
![Page 31: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/31.jpg)
31Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Funcționarea (5)
ModuriMod: combinația dintre polaritatea (CPOL) și faza (CPHA) ceasuluiSe utilizează convenția următoare:
08.11.2017
Mod CPOL CPHA0 0 01 0 12 1 03 1 1
![Page 32: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/32.jpg)
32Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala SPI
Magistrala SPIPrezentare generalăSemnalele magistraleiFuncționareaAvantaje și dezavantajeComparație cu magistrala I2C
08.11.2017
![Page 33: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/33.jpg)
33Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Avantaje și dezavantaje
AvantajeComunicație duplexViteză de transfer ridicatăInterfață hardware simplă
DezavantajeLipsa unui control al fluxului de dateLipsa confirmării de la dispozitivul slaveLipsa standardizării → diferite varianteDificultatea realizării sistemelor multi-master
08.11.2017
![Page 34: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/34.jpg)
34Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala SPI
Magistrala SPIPrezentare generalăSemnalele magistraleiFuncționareaAvantaje și dezavantajeComparație cu magistrala I2C
08.11.2017
![Page 35: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/35.jpg)
35Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Comparație cu magistrala I2C
SPI este mai avantajoasă pentru transmiterea unor șiruri de date (DSP, convertoare)SPI are rate de transfer mai ridicateSPI este mai eficientă pentru aplicații care necesită comunicație duplexSPI nu permite adresarea dispozitivelor
I2C este mai avantajoasă pentru sisteme cu mai multe dispozitive slave
08.11.2017
![Page 36: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/36.jpg)
36Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrale seriale
Magistrale serialeMagistrala I2CMagistrala SPIMagistrala USB
08.11.2017
![Page 37: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/37.jpg)
37Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 38: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/38.jpg)
38Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
IntroducereUSB – Universal Serial Bus Dezvoltată în 1995 de un grup de firme: HP, Compaq, Intel, Lucent, Microsoft, NEC, PhilipsUSB Implementers Forum (www.usb.org)Motivații:
Simplificarea conexiunilor cu perifericeleAsigurarea unor rate de transfer ridicateUșurința utilizării (“Plug and Play”)Eliminarea restricțiilor datorate resurselor hardware insuficiente
08.11.2017
![Page 39: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/39.jpg)
39Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 40: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/40.jpg)
40Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Caracteristici
Detectează adăugarea unui nou perifericDetermină resursele necesare perifericuluiAdăugarea și eliminarea unui periferic se pot realiza fără oprirea calculatoruluiEste posibilă o conexiune de tip arbore, cu până la 127 de perifericePerifericele se alimentează cu +5 V prin cabluArhitectură master/slave (gazdă/dispozitiv): transferuri de date inițiate de master
08.11.2017
![Page 41: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/41.jpg)
41Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 42: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/42.jpg)
42Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Topologia magistralei (1)
Distribuitoare (“hub”)Funcții (dispozitive)
08.11.2017
![Page 43: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/43.jpg)
43Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Topologia magistralei (2)
Distribuitoare USBRecunosc conectarea dinamică a unui perifericAsigură o putere de cel puțin 0,5 W pentru fiecare periferic în timpul inițializăriiPot asigura o putere de până la 2,5 W, 4,5 W sau 9 W pentru funcționarea perifericelorFiecare distribuitor constă din:
Repetor: comutatorControler: registre de interfață pentru comunicația cu calculatorul
08.11.2017
![Page 44: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/44.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 44
Topologia magistralei (3)
Port pentru calculatorul gazdăPorturi pentru funcții Conectare în cascadă până la 5 nivele
08.11.2017
![Page 45: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/45.jpg)
45Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Topologia magistralei (4)
08.11.2017
![Page 46: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/46.jpg)
46Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Topologia magistralei (5)
Funcții USBPeriferice USB care pot transmite sau recepționa date sau informații de controlUn periferic poate conține funcții multipleTrebuie să răspundă la cererile de tranzacție transmise de calculatorConțin informații de configurație care descriu posibilitățile lor și resursele necesareConfigurarea funcției: alocarea unei lățimi de bandă și selectarea opțiunilor de configurație
08.11.2017
![Page 47: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/47.jpg)
47Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 48: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/48.jpg)
48Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni USB (1)
Versiunea 1.0 (1995): max. 12 Mbiți/sVersiunea 1.1 (1998): max. 12 Mbiți/s
Canal cu viteză redusă (1,5 Mbiți/s)Versiunea 2.0 (2000)
Rata de transfer maximă a crescut de 40 de ori, la 480 Mbiți/s (High-Speed)Utilizează aceleași cabluri, conectori și interfețe softwarePermite utilizarea a noi tipuri de periferice: camere video, scanere, imprimante
08.11.2017
![Page 49: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/49.jpg)
49Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni USB (2)
USB On-The-Go (USB OTG) Supliment la specificațiile USB 2.0Un dispozitiv poate avea rolul de master sau rolul de slave (gazdă, periferic)
Protocol pentru inversarea rolurilorDouă dispozitive pot comunica între ele fără intermediul unui calculator
Tabletă imprimantă Imprimantă aparat foto
08.11.2017
![Page 50: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/50.jpg)
50Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni USB (3)
Versiunea 3.0 Specificații finalizate în 2008 de USB 3.0 Promoter Group Mod SuperSpeed: 5 Gbiți/sDouă canale simplex diferențiale în plus față de canalele diferențiale existente în total 8 fire Tehnologia este similară cu PCI Express 2.0 codificare 8b/10b (500 MB/s)
08.11.2017
![Page 51: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/51.jpg)
51Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni USB (4)Versiunea 3.1
Specificații publicate în anul 2013Mod de transfer "SuperSpeed+ USB 10 Gbps"USB 3.1 Gen 2: nume pentru marketingModul de codificare a fost schimbat de la 8b/10b la 128b/132bCompatibilitate cu USB 3.0 și USB 2.0Specificațiile USB Power Delivery indică trei nivele de putere furnizată: 10 W (5 V, 2 A); 60 W (12 V, 5 A); 100 W (20 V, 5 A)
08.11.2017
![Page 52: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/52.jpg)
52Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Versiuni USB (5)
Versiunea 3.2Specificații publicate în septembrie 2017Mod de transfer "SuperSpeed+ USB 20 Gbps"
Două benzi de comunicațieUtilizează liniile existente destinate reversibilității conectorului de tip C
Aceeași codificare 128b/132bCompatibilitate cu USB 3.1, 3.0 și 2.0
USB 3.2 Gen 1x1 (5 Gbiți/s); USB 3.2 Gen 1x2 (10 Gbiți/s); USB 3.2 Gen 2x1 (10 Gbiți/s)
08.11.2017
![Page 53: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/53.jpg)
53Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 54: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/54.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 54
Cabluri și conectori (1)
Semnale diferențiale pe liniile D+ și D-Tensiunea de alimentare pentru periferice pe linia VBUS
Terminatori la fiecare capăt al cabluluiAsigură nivele de tensiune corecte pentru perifericePermit detectarea conectării/deconectării perifericelorPermit diferențierea între perifericele rapide și lente
08.11.2017
![Page 55: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/55.jpg)
55Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Cabluri și conectori (2)
Specificațiile USB originale definesc mufe și socluri de tip A și tip BGazdă și distribuitor: soclu de tip A (dreptunghiular)Periferic: soclu de tip B (pătrat) În general, cablurile conțin numai mufe
08.11.2017
![Page 56: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/56.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 56
Cabluri și conectori (3)
Conectorii de date din mufa de tip A sunt mai scurți comparativ cu conectorii de alimentare Anumite dispozitive funcționează într-un mod diferit atunci când conectorul este inserat parțial
08.11.2017
![Page 57: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/57.jpg)
Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4) 57
Cabluri și conectori (4)
Conectori mini-USB și micro-USB pentru tablete, telefoane mobile, aparate foto Mini-USB: 7 x 3 mm; nu se utilizează pentru aparate noiMicro-USB: 7 x 1,5 mm
08.11.2017
![Page 58: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/58.jpg)
58Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Cabluri și conectori (5)
Conectori USB OTGSocluri micro-ABPermit conectarea unei mufe micro-A sau micro-B Un pin ID: utilizat pentru a detecta tipul mufei inserate
Conectat la masă la micro-A, neconectat la micro-B Dacă este conectată o mufă A: rol de calculator gazdă furnizează tensiune
08.11.2017
![Page 59: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/59.jpg)
59Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Cabluri și conectori (6)
Conectori USB 3.0Conectori de tip A
Compatibili cu conectorii USB 2.0 de tip AConțin 5 pini suplimentari
Conectori de tip BNu sunt compatibili cu conectorii USB 2.0
Conectori micro-BUn conector USB 2.0 micro-BUn conector suplimentar
08.11.2017
![Page 60: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/60.jpg)
60Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Cabluri și conectori (7)Conectori de tip C
Specificații elaborate în 2014 și actualizate în 2015, 2017Se utilizează atât de calculatorul gazdă, cât și de dispozitive USBConțin 24 de pini, inclusiv doi pini pentru detecția orientării cablului reversibiliDimensiuni: 8,4 x 2,6 mmCurentul maxim: 1,5 A sau 3 AModuri alternative: DisplayPort; HDMI; DVI
08.11.2017
![Page 61: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/61.jpg)
61Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 62: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/62.jpg)
62Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Interfața electrică
Datele sunt codificate se simplifică generarea unui semnal de ceas la recepțieCodificarea utilizată este NRZI (Non Return to Zero Inverted)
Biții de 1 și 0 sunt reprezentați prin tensiuni opuse și alternante, fără revenire la tensiunea zero între biții codificați
Biți suplimentari inserați (“bit stuffing”) pentru a asigura tranziții suficiente ale semnalelor transmise
08.11.2017
![Page 63: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/63.jpg)
63Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Magistrala USB
Magistrala USBIntroducereCaracteristiciTopologia magistraleiVersiuni USBCabluri și conectoriInterfața electricăTipuri de transfer
08.11.2017
![Page 64: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/64.jpg)
64Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Tipuri de transfer (1)
Transferuri de controlSe utilizează de către driverele calculatorului pentru configurarea perifericelor
Transferuri de date voluminoaseConstau din volume mari de dateSe utilizează pentru imprimante, scanere Fiabilitatea asigurată prin: cod detector de erori; reluarea transferurilor cu eroriRata de transfer poate varia
08.11.2017
![Page 65: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/65.jpg)
65Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Tipuri de transfer (2)
Transferuri de întrerupereSe utilizează pentru date cu volum redusTransferul datelor poate fi solicitat de un periferic în orice moment Rata de transfer nu poate fi mai redusă decât cea specificată de periferic Datele constau din notificarea unor evenimente, din caractere sau coordonate
08.11.2017
![Page 66: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/66.jpg)
66Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Tipuri de transfer (3)
Transferuri izocroneisos – egal, uniform; chronos – timp Izocron – cu durată egală; care apare la intervale egaleSe utilizează pentru datele generate în timp real, care trebuie furnizate cu rata cu care sunt recepționateTrebuie respectată și întârzierea maximă cu care sunt furnizate datele
08.11.2017
![Page 67: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/67.jpg)
67Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Tipuri de transfer (4)
Furnizarea la timp a datelor este asigurată cu prețul unor pierderi potențiale în șirul de datePorțiune dedicată a lățimii de bandă Transferuri izocrone:
Furnizarea la timp a datelorLipsa retransmiterii datelor eronate
Transferuri asincrone:Furnizarea corectă a datelorRetransmiterea datelor eronate
08.11.2017
![Page 68: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/68.jpg)
68Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Rezumat (1)
Magistralele seriale au mai multe avantaje față de magistralele paraleleMagistrala I2C a fost dezvoltată pentru comunicația dintre microcontrolere și diferite periferice
Pentru a obține controlul asupra magistralei, trebuie să se genereze o condiție de STARTPentru eliberarea magistralei, trebuie să se genereze o condiție de STOPFiecare octet transmis este urmat de un bit de confirmare Ack
08.11.2017
![Page 69: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/69.jpg)
69Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Rezumat (2)
SPI este o magistrală sincronăPermite comunicația duplexDispozitivul master selectează dispozitivul slave și generează impulsurile de ceasDispozitivul master trebuie să configureze polaritatea și faza semnalului de ceasNu se transmite o adresăDimensiunea cuvintelor depinde de aplicațieNu există o confirmare de la dispozitivul slave
08.11.2017
![Page 70: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/70.jpg)
70Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Rezumat (3)
Motivații pentru elaborarea magistralei USB: simplificarea conexiunilor cu perifericele; rate de transfer mai ridicate; simplitatea utilizării
La conectarea unui periferic, se determină resursele necesare acestuiaTopologie stea, cu distribuitoare și funcții
Versiunea USB OTG permite ca un dispozitiv USB să inițieze transferuri cu un alt dispozitiv Versiunile USB 3.0 și 3.1 utilizează o tehnologie similară cu cea a magistralei PCI Express
08.11.2017
![Page 71: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/71.jpg)
71Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Rezumat (4)
Interfața electrică utilizează codificarea NRZIMagistrala USB permite diferite tipuri de transfer:
Transferuri de controlTransferuri de date voluminoaseTransferuri de întrerupereTransferuri izocrone
Transferurile izocrone permit alocarea unei porțiuni dedicate a lățimii de bandă pentru date generate în timp real
08.11.2017
![Page 72: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/72.jpg)
72Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Noțiuni, cunoștințe (1)
Avantaje ale magistralelor serialePrezentare generală a magistralei I2CCondiții de START și de STOPTransferuri de date pe magistrala I2CVersiuni ale magistralei I2CPrezentare generală a magistralei SPITransmisia datelor la magistrala SPIAvantaje și dezavantaje ale magistralei SPIComparație între magistralele I2C și SPI
08.11.2017
![Page 73: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/73.jpg)
73Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Noțiuni, cunoștințe (2)
Caracteristici ale magistralei USBDistribuitoare USBFuncții USBVersiuni ale magistralei USBRolul terminatorilor la magistrala USBInterfața electrică a magistralei USBTipuri de transfer pe magistrala USB
08.11.2017
![Page 74: 3. Magistrale](https://reader035.vdocumente.com/reader035/viewer/2022062400/5681491c550346895db65450/html5/thumbnails/74.jpg)
74Sisteme de intrare/ieșire și echipamente periferice (03-4)
Întrebări
1. Care sunt avantajele magistralelor seriale?2. Care sunt deosebirile dintre magistralele
I2C și SPI?3. Care sunt principalele caracteristici ale
magistralei USB?4. Care este deosebirea dintre transferurile
izocrone și cele asincrone?
08.11.2017