Реферат: Интерфейсы, порты ПК

Введение

Толковый словарь по вычислительным системамопределяет понятие интерфейс (interface) как границураздела двух систем, устройств или программ; элементы соединения и вспомогательныесхемы управления, используемые для соединения устройств. Мы же поговорим о интерфейсах, позволяющих подключать к персональным (и нетолько) компьютерам разнообразные периферийные устройства и их контроллеры. Поспособу передачи информации интерфейсы подразделяются напараллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все битыпередаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующимпараллельно идущим проводам одновременно. В PC традиционно используется параллельныйинтерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами. Впоследовательном же интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по однойлинии. СОМ порты PC обеспечивают последовательный интерфейс в соответствии состандартом RS-232C. При рассмотрении интерфейсов важным параметром являетсяпропускная способность.

В архитектуре современных компьютеров все большее значение приобретаютвнешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могутбыть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры,цифровые камеры и прочее.

Широко используемый последовательный интерфейссинхронной и асинхронной передачи данных.

Оглавление

+1. Общая характеристика

+2. Структура USB

+3. Физический интерфейс

+4. Модель передачи данных

+5 Типы передачи данных

6. Протокол

7. Устройства USB — функции и хабы

9. Хост-контроллер

Список использованной литературы

Шина USB

Общая характеристика

USB (Universal Serial Bus — универсальнаяпоследовательная шина) является промышленным стандартом расширения архитектурыPC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовойэлектроники. Версия 1.0 была опубликована в январе 1996 года. Архитектура USBопределяется следующими критериями:

Ø

Mбит/с.

Ø

Гибкостьпротокола смешанной передачи изохронных данных и асинхронных сообщений.

Ø

Структура USB

USB обеспечивает одновременный обмен данными междухост-компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ). Распределениепропускной способности шины между ПУ планируется хостом и реализуется им спомощью посылки маркеров. Шина позволяет подключать, конфигурировать, использоватьи отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.

Вархитектуре современных компьютеров все большее значение приобретают внешниешины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть,например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры,цифровые камеры и прочее.

Широко используемый последовательный интерфейс синхронной иасинхронной передачи данных.

Ниже приводится авторский вариант перевода терминовиз спецификации «Universal Serial Bus Specification», опубликованной Compaq, DEC, IBM, Intel,Microsoft, NEC и NorthernTelecom. Более подробную иоперативную информацию можно найти по адресу:

Устройства (Device) USB могут являться хабами,функциями или их комбинацией. Хаб (Hub) обеспечивает дополнительные точкиподключения устройств к шине. Функции (Function) USB предоставляют системедополнительные возможности, например подключение к ISDN, цифровой джойстик,акустические колонки с цифровым интерфейсом и т. п. Устройство USB должно иметьинтерфейс USB, обеспечивающий полную поддержку протокола USB, выполнениестандартных операций (конфигурирование и сброс) и предоставление информации,описывающей устройство. Многие устройства, подключаемые к USB, имеют в своемсоставе и хаб, и функции. Работой всей системы USB управляет хост-контроллер(Host Controller), являющийся программно-аппаратной подсистемойхост-компьютера.

Физическое соединение устройств осуществляется потопологии многоярусной звезды. Центром каждой звезды является хаб, каждыйкабельный сегмент соединяет две точки — хаб с другим хабом или с функцией. Всистеме имеется один (и только один) хост-контроллер, расположенный в вершинепирамиды устройств и хабов. Хост-контроллер интегрируется с корневым хабом(Root Hub), обеспечивающим одну или несколько точек подключения — портов.Контроллер USB,входящий в состав чипсетов, обычно имеет встроенный двухпортовый хаб. Логическиустройство, подключенное к любому хабу USB и сконфигурированное (см. ниже),может рассматриваться как непосредственно подключенное к хост-контроллеру.

Функции представляют собой устройства, способныепередавать или принимать данные или управляющую информацию по шине. Типичнофункции представляют собой отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба.Физически в одном корпусе может быть несколько функций со встроенным хабом,обеспечивающим их подключение к одному порту. Эти комбинированные устройствадля хоста являются хабами с постоянно подключенными устройствами-функциями.

Каждая функция предоставляет конфигурационнуюинформацию, описывающую возможности ПУ и требования к ресурсам. Передиспользованием функция должна быть сконфигурирована хостом — ей должна бытьвыделена полоса вканале и выбраны опции конфигурации.

Примерами функций являются:

Ø

Хаб — ключевой элемент системы РпР в архитектуре USB.Хаб является кабельным концентратором. Точки подключения называются портамихаба. Каждый хаб преобразует одну точку подключения в их множество. Архитектурадопускает соединение нескольких хабов.

У каждого хаба имеется один восходящий порт (UpstreamPort), предназначенный для подключения к хосту или хабу верхнего уровня.Остальные порты являются нисходящими (Downstream Ports), предназначенными дляподключения функций или хабов нижнего уровня. Хаб может распознать подключениеустройств к портам или отключение от них и управлять подачей питания на ихсегменты. Каждый из портов может быть разрешен или запрещен и сконфигурированна полную или ограниченную скорость обмена. Хаб обеспечивает изоляцию сегментовс низкой скоростью от высокоскоростных.

Хабы могут управлять подачей питания на нисходящиепорты; предусматривается установка ограничения на ток, потребляемый каждымпортом.

Система USB разделяется на три уровня с определеннымиправилами взаимодействия. Устройство USB содержит интерфейсную часть, частьустройства и функциональную часть. Хост тоже делится на три части — интерфейсную, системную и ПО устройства. Каждая часть отвечает только заопределенный круг задач, логическое и реальное взаимодействие между ними иллюстрируетрис. 7.1.

В рассматриваемую структуру входят следующиеэлементы:

Ø

Физический интерфейс

Стандарт USB определяет электрические и механическиеспецификации шины. Информационные сигналы и питающее напряжение 5 В передаютсяпо четырехпроводному кабелю. Используется дифференциальный способ передачисигналов D+ и D- по двум проводам. Уровни сигналов передатчиков в статическомрежиме должны быть ниже 0,3 В (низкий уровень) или выше 2,8 В (высокийуровень). Приемники выдерживают входное напряжение в пределах — 0,5...+3,8 В.Передатчики должны уметь переходить в высокоимпедансное состояние для двунаправленнойполудуплексной передачи по одной паре проводов.

Передача по двум проводам в USB не ограничиваетсядифференциальными сигналами. Кроме дифференциального приемника каждоеустройство имеет линейные приемники сигналов D+ и D-, а передатчики этих линийуправляются индивидуально. Это позволяет различать более двух состояний линии,используемых для организации аппаратного интерфейса. Состояния Diff0 и Diff1определяются по разности потенциалов на линиях D+ и D- более 200 мВ приусловии, что на одной из них потенциал выше порога срабатывания VSE. Состояние,при котором на обоих входах D+ и D- присутствует низкий уровень, называетсялинейным нулем (SEO — Single-Ended Zero). Интерфейс определяет следующиесостояния:

Ø

End of Packet (EOP) — конецпакета.

Ø

Состояния определяются сочетаниями дифференциальных илинейных сигналов; для полной и низкой скоростей состояния DiffO и Diff1 имеютпротивоположное назначение.
В декодировании состояний Disconnect, Connect и Reset учитывается времянахождения линий (более 2,5 мс) в определенных состояниях.

Шина имеет два режима передачи. Полная скоростьпередачи сигналов USB составляет 12 Мбит/с, низкая — 1,5 Мбит/с. Для полнойскорости используется экранированная витая пара с импедансом 90 Ом и длинойсегмента до 5 м, для низкой — невитой неэкранированньгй кабель до 3 м.Низкоскоростные кабели и устройства дешевле высокоскоростных. Одна и та же системаможет одновременно использовать оба режима; переключение для устройствосуществляется прозрачно.

Низкая скорость предназначена для работы с небольшимколичеством ПУ, не требующих высокой скорости. Скорость, используемаяустройством, подключенным к конкретному порту, определяется хабом по уровнямсигналов

на линиях D+ и D-, смещаемых нагрузочными резисторамиR2 приемопередатчиков (см. рис. 7.2 и 7.3).

Рис. 7.4. Кодирование данных по методуNRZI

Стандарт определяет два типа разъемов (см. табл. 7.1и рис. 7.5).

Разъемы типов «А» и «В»различаются механически (рис. 7.5), что исключает недопустимые петлевыесоединения портов хабов. Четырехконтактные разъемы имеют ключи, исключающиенеправильное присоединение. Конструкция разъемов обеспечивает позднее соединениеи раннее отсоединение сигнальных цепей по сравнению с питающими. Дляраспознавания разъема USB на корпусе устройства ставится стандартноесимволическое обозначение.

<img src="/cache/referats/16041/image009.jpg" align=«left» hspace=«3» vspace=«3» v:shapes="_x0000_s1026"> б — типа «В», в — символическое обозначение

Питание устройств USB возможно от кабеля (Bus-PoweredDevices) или от собственного блока питания (Self-Powered Devices). Хостобеспечивает питанием непосредственно подключенные к нему ПУ. Каждый хаб, всвою очередь, обеспечивает питание устройств, подключенных к его нисходящимпортам. При некоторых ограничениях топологии допускается применение хабов,питающихся от шины. На рис. 7.6 приведен пример схемы соединения устройств USB.Здесь клавиатура, перо и мышь могут питаться от шины. <img src="/cache/referats/16041/image011.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

Типы передачи данных

USB поддерживает как однонаправленные, так идвунаправленные режимы связи. Передача данных производится между ПО хоста иконечной точкой устройства. Устройство может иметь несколько конечных точек,связь с каждой из них (канал) устанавливается независимо.

Архитектура USB допускает четыре базовых типапередачи данных:

Ø

Полоса пропускания шины делится между всемиустановленными каналами. Выделенная полоса закрепляется за каналом, и еслиустановление нового канала требует такой полосы, которая не вписывается в ужесуществующее распределение, запрос на выделение канала отвергается.

Архитектура USВ предусматривает внутреннююбуферизацию всех устройств, причем чем большей полосы пропускания требуетустройство, тем больше должен быть его буфер. USB должна обеспечивать обмен стакой скоростью, чтобы задержка данных в устройстве, вызванная буферизацией, непревышала нескольких миллисекунд.

Изохронные передачи классифицируются по способусинхронизации конечных точек — источников или получателей данных — с системой:различают асинхронный, синхронный и адаптивный классы устройств, каждому изкоторых соответствует свой тип канала USB.

Протокол

Все обмены (транзакции) по USB состоят из трехпакетов. Каждая транзакция планируется и начинается по инициативе контроллера, которыйпосылает пакет-аркер (Token Packet). Он описывает тип и направление передачи,адрес ус-тройства USB и номер конечной точки. В каждой транзакции возможенобмен только между адресуемым устройством (его конечной точкой) и хостом.Адресуемое маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обмену.Источник данных (определенный маркером) передает пакет данных (или уведомлениеоб отсутствии данных, предназначенных для передачи). После успешного приемапакета приемник данных посылает пакет подтверждения (Handshake Packet).

Планирование транзакций обеспечивает управлениепоточными каналами. На аппаратном уровне использование отказа от транзакции(NAck) при недопустимой интенсивности передачи предохраняет буферы отпереполнения сверху и снизу. Маркеры отвергнутых транзакций повторно передаютсяв свободное для шины время. Управление потоками позволяет гибко планироватьобслуживание одновременных разнородных потоков данных.

Устойчивость к ошибкам обеспечивают следующиесвойства USB:

Ø

Для обнаружения ошибок передачи каждый пакет имеетконтрольные поля CRC-кодов, позволяющие обнаруживать все одиночные и двойныебитовые ошибки. Аппаратные средства обнаруживают ошибки передачи, а контроллеравтоматически производит трехкратную попытку передачи. Если повторы безуспешны,сообщение об ошибке передается клиентскому ПО.

Устройства USB — функции и хабы

Возможности шины USB позволяют использовать ее дляподключения разнообразных устройств. Не касаясь «полезных» свойствПУ, остановимся на их интерфейсной части, связанной с шиной USB. Все устройствадолжны поддерживать набор общих операций, перечисленных ниже. Динамическоеподключение и отключение. Эти события отслеживаются хабом, который сообщает оних хост-контроллеру и выполняет сброс подключенного устройства. Устройствопосле сигнала сброса должно отзываться на нулевой адрес, при этом оно несконфигурировано и не приостановлено. После назначения адреса, за котороеотвечает хост-контроллер, устройство должно отзываться только на свой уникальныйадрес.

Конфигурирование устройств, выполняемое хостом, являетсянеобходимым для их использования. Для конфигурирования обычно используетсяинформация, считанная из самого устройства. Устройство может иметь множествоинтерфейсов, каждому из которых соответствует собственная конечная точка,представляющая хосту функцию устройства. Интерфейс в конфигурации может иметьальтернативные наборы характеристик; смена наборов поддерживается протоколом.Для поддержки адаптивных драйверов дескрипторы устройств и интерфейсов имеютполя класса, подкласса и протокола.

Передача данных возможна посредством одного изчетырех типов передач (см. выше). Для конечных точек, допускающих разные типыпередач, после конфигурирования доступен только один из них.

Управление энергопотреблением является весьмаразвитой функцией USB. Для устройств, питающихся от шины, мощность ограничена.Любое устройство при подключении не должно потреблять от шины ток, превышающий100 мА. Рабочий ток (не более 500 мА) заявляется в конфигурации, и если хаб несможет обеспечить устройству заявленный ток, оно не конфигурируется и,следовательно, не может быть использовано.

Устройство USB должно поддерживать приостановку(Suspended Mode), в котором его потребляемый ток не превышает 500 мкА.Устройство должно автоматически приостанавливаться при прекращении активностишины.

Возможность удаленного пробуждения (Remote Wakeup)позволяет приостановленному устройству подать сигнал хосткомпьютеру, которыйтоже может находиться в приостановленном состоянии. Возможность удаленногопробуждения описывается в конфигурации устройства. При конфигурировании этафункция может быть запрещена.

Хаб в USB выполняет коммутацию сигналов и выдачупитающего напряжения, а также отслеживает состояние подключенных к немуустройств, уведомляя хост об изменениях. Хаб состоит из двух частей — контроллера(Hub Controller) и повторителя (Hub Repeater). Повторитель представляет собойуправляемый ключ, соединяющий выходной порт со входным. Он имеет средстваподдержки сброса и приостановки передачи сигналов. Контроллер содержит регистрыдля взаимодействия с хостом. Доступ к регистрам осуществляется по специфическимкомандам обращения к хабу. Команды позволяют конфигурировать хаб, управлятьнисходящими портами и наблюдать их состояние.

Нисходящие (Downstream) порты хабов могут находитьсяв следующих состояниях:

Ø

Disabled(запрещен) — порт передает только сигнал сброса (по команде от контроллера), сигналыот порта (кроме обнаружения отключения) не воспринимаются. По обнаруженииотключения (2,5 мкс состояния SEO) порт переходит в состояние Disconnect, аесли отключение обнаружено «спящим» хабом, контроллеру будет послансигнал Resume.

Ø

Enabled(разрешен) — порт передает сигналы в обоих направлениях. По команде контроллераили по обнаружении ошибки кадра порт переходит в состояние Disabled, а пообнаружении отключения — в состояние Disconnect.

Ø

Хост-контроллер

Хост-компьютер общается с устройствами черезконтроллер. Хост имеет следующие обязанности:

Ø

По возможности ПО USB использует существующеесистемное

ПО хост-компьютера — например, Advanced PowerManagement для управления энергопотреблением.

СОМ-порт

Последовательный интерфейс СОМ-порт(Communication Port — коммуникационный порт) появился в первых моделях IBM PC.Он был реализован на микросхеме асинхронного приемопередатчика Intel 8250. Портимел поддержку BIOS (/Л/Т 74/?), однако широко применялось (и применяется)взаимодействие с портом на уровне регистров. Поэтому во всех PC совместимыхкомпьютерах для последовательного интерфейса применяют микросхемыприемопередатчиков, совместимые с i8250. В ряде отечественных PC-совместимых(почти) компьютеров для последовательного интерфейса применялась микросхемаКР580ВВ51 — аналог 18251. Однако эта микросхема является универсальнымсинхронно-асинхронным приемопередатчиком (УСАПП или USART — UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter). Совместимости с PC на уровне регистровСОМ-порта такие компьютеры не имеют. Хорошо, если у соответствующих компьютеровимеется «честный» драйвер B/OS /Л/Т 14h, а не заглушка,возвращающая состояние модема «всегда готов» и ничего не делающая.Совместимость на уровне регистров СОМ-порта считается необходимой. Многиеразработчики коммуникационных пакетов предлагают работу и через B/OS /Л/Т 14h,однако на высоких скоростях это неэффективно. Говоря о СОМ-порте PC, поумолчанию будем подразумевать совместимость регистровой модели с i8250 иреализацию асинхронного интерфейса RS-232C.

ИспользованиеСОМ-портов

СОМ-порты чаще всего применяют дляподключения манипуляторов (мышь, трекбол). В этом случае порт используетсяв режиме последовательного ввода; питание производится от интерфейса. Мышь споследовательным интерфейсом — Serial Mouse -может подключаться к любомуисправному порту. Для согласования разъемов порта и мыши возможно применениепереходника DB-9S-DB-25P или DB-25S-DB-9P. Для мыши требуется прерывание, дляпорта СОМ1 — IRQ4, для COM2 — IRQ3. Жесткая привязка номера IRQ кномеру порта обусловлена свойствами драйверов. Каждое событие — перемещениемыши или нажатие-отпускание кнопки – кодируется двоичной посылкой по интерфейсуRS-232C. Применяется асинхронная передача; двуполярное питаниеобеспечивается от управляющих линий интерфейса (табл. 2.3). <img src="/cache/referats/16041/image013.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1032">

Две разновидности Serial Mouse — MS-Mouseи PC-Mouse (Mouse Systems Mouse) — требуют соответствующих драйверов,многие мыши имеют переключатель MS/PC. Мышь с «чужим» драйвером либоне отзывается, либо «скачет» загадочным образом. Эти разновидностииспользуют различные форматы посылок: при одинаковой скорости 1200 бит/с, одномстоп-бите и отсутствии контроля четности Microsoft Mouse использует 7 битданных, a PC-Mouse — 8 бит. Мышь посылает пакет при каждом изменении состояния- перемещении, нажатии или отпускании кнопки. Пакет, передаваемый MS-Mouse,состоит из трех байт (табл. 2.4). PC-Mouse передает 5 байт (табл. 2.5). Здесь LB(Left Buttom), MB (Middle Buttom) и RB (Right Buttom) означаютсостояние левой, средней и правой кнопок, Х[7:0] и Y[7:0] — битыотносительного перемещения мыши с момента предыдущей посылки по координатам Х иY. Положительным значениям соответствует перемещение по координате Х вправо, апо координате Y вниз для MS-Mouse и вверх для PC-Mouse. Отсюда становятсяпонятными беспорядочные перемещения курсора на экране при несоответствиидрайвера типу мыши.

Биты

1-й байт

Х7

Х6

2-й байт

Х5

Х4

ХЗ

Х2

Х1

хо

3-й байт

Биты

Об

1-й байт

2-й байт

Х7

Х6

Х5

Х4

ХЗ

Х2

Х1

ХО

3-й байт

4-й байт

Совпадает со 2-м байтом

5-й байт

Совпадает с 3-м байтом

Для подключения внешних модемов используетсяполный(9-проводный) кабель АПД-АКД, схема которого приведена на рис.2.7. Этот же кабель используется для согласования разъемов (по количествуконтактов); возможно применение переходников 9-25, предназначенных для мышей.Для работы коммуникационного ПО обычно требуется использование прерываний, ноздесь есть свобода выбора номера (адреса) порта и линии прерывания. Если предполагаетсяработа на скоростях 9600 бит/с и выше, то СОМ-порт должен быть реализован намикросхеме UART 16550A или совместимой. Возможности работы с использованиемFIFO-буферов и обмена по каналам DMA зависят от коммуникационного ПО.

Для связи двух компьютеров, удаленныхдруг от друга на небольшое расстояние, используют и непосредственное соединениеих СОМ-портов нуль-модемным кабелем (рис. 2.8). Использование программ типаNorton Commander или Interink MS-DOS позволяет обмениваться файлами соскоростью до 115,2 Кбит/с без применения аппаратных прерываний. Это жесоединение может использоваться и сетевым пакетом Lantastic, предоставляющимболее развитый сервис.

Подключение принтеров и плоттеровк СОМ-порту требует применения кабеля, соответствующеговыбранному протоколу управления потоком: программному XON/XOFF или аппаратномуRTS/CTS. Схемы кабелей приведены на рис. 2.10 и 2.12. Аппаратный протоколпредпочтительнее. Прерывания при выводе средствами DOS (командами COPYили PRINT) не используются.

СОМ-порт используется для подключенияэлектронных ключей (Security Devices), предназначенных для защиты отнелицензированного использования ПО. Эти устройства могут быть как«прозрачными», позволяя воспользоваться тем же портом для подключенияпериферии, так и полностью занимающими порт.

СОМ-порт при наличии соответствующейпрограммной поддержки позволяет превратить PC в терминал, эмулируясистему команд распространенных специализированных терминалов (VT-52, VT-100 ит. д.). Простейший терминал получается, если замкнуть друг на друга функцииBIOS обслуживания СОМ-порта (INT 14h), телетайпного вывода (/Л/Т 10h)и клавиатурного ввода (INT 16h). Однако такой терминал будет работатьлишь на малых скоростях обмена (если, конечно, его делать не на Pentium),поскольку функции BIOS хоть и универсальны, но не слишком быстры.

Интерфейс RS-232C широко распространен вразличных ПУ и терминалах. СОМ-порт может использоваться и как двунаправленныйинтерфейс, у которого имеется 3 программноуправляемые выходные линии и 4программно-читаемые входные линии с двуполярными сигналами. Их использованиеопределяется разработчиком. Существует, например, схема однобитногоширотно-импульсного преобразователя, позволяющего записывать звуковой сигнал надиск PC, используя входную линию СОМ-порта. Воспроизведение этой записи черезобычный динамик PC позволяет передать речь. В настоящее время, когда звуковаякарта стала почти обязательным устройством PC, это не впечатляет, но когдатотакое решение было интересным.

СОМ-порт используют для беспроводныхкоммуникаций

с применением излучателей и приемниковинфракрасного диапазона — IR (Infra Red) Connection. Этот интерфейспозволяет осуществлять связь между парой устройств, удаленных на расстояние,достигающее нескольких метров. Различают инфракрасные системы низкой (до 115,2Кбит/с), средней (1,152 Мбит/с) и высокой (4 Мбит/с) скорости. Низкоскоростныесистемы служат для обмена короткими сообщениями, высокоскоростные — для обменафайлами между компьютерами, подключения к компьютерной сети, вывода на принтер,проекционный аппарат и т. п. Ожидаются более высокие скорости обмена, которыепозволят передавать «живое видео». В 1993 году создана ассоциацияразработчиков систем инфракрасной передачи данных IrDA (Infrared DataAssociation), призванная обеспечить совместимость оборудования от различныхпроизводителей. В настоящее время действует стандарт IrDA 1.1. Имеютсясобственные системы фирм Hewlett Packard — HP-SIR (Hewlett Packard SlowInfra Red) — и Sharp — ASK (Amplitude Shifted Keyed IR). Основныехарактеристики интерфейсов следующие:

Ø

IrDA SIR (Slow Infra Red), HP-SIR — 9,6-115,2 Кбит/с;

Ø

IrDA MIR (Middle Infra Red) — 1,2 Мбит/с;

Ø

IrDA FIR (Fast Infra Red) — 4 Мбит/с;

Ø

+ Sharp ASK — 9,6-57,6 Кбит/с.

На скоростях до 115 200 бит/с для инфракраснойсвязи используются UART, совместимые с 16450/16550. В современных системныхплатах на использование инфракрасной связи может конфигурироваться порт COM2.В этом случае на переднюю панель компьютера устанавливается внешний приемопередатчик- «инфракрасный глаз», который подключается к разъему IR-Connectorсистемной платы.

На средних и высоких скоростях обменаприменяются специализированные микросхемы, ориентированные на интенсивныйпрограммно-управляемый обмен или DMA с возможностью прямого управления шиной.

<img src="/cache/referats/16041/image015.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1029">Инфракрасные излучатели не создают помех в радиочастотномдиапазоне и обеспечивают конфиденциальность передачи. ИК-лучи не проходят черезстены, поэтому зона приема ограничивается небольшим легко контролируемымпространством. Инфракрасная технология привлекательна для связи портативныхкомпьютеров со стационарными компьютерами или док-станциями. Инфракрасный интерфейсимеют некоторые модели принтеров. 2.6. Функциональное тестирование Впервом приближении СОМ-порт можно проверить диагностической программой(Checkit) без использования заглушек. Этот режим тестирования проверяет микросхемуUART (внутренний диагностический режим) и вырабатывание прерываний, но не входныеи выходные буферные микросхемы, которые являются более частыми источниками неприятностей.Если тест не проходит, причину следует искать или в конфликте адресов/прерываний,или в самой микросхеме UART. Для более достоверного тестирования рекомендуетсяиспользовать внешнюю заглушку, подключаемую к разъему СОМ порта (рис.2.17). В отличие от LPT-порта у СОМ-порта количество входных сигналов превышаетколичество выходных, что позволяет выполнить полную проверку всех цепей.Заглушка соединяет выход приемника со входом передатчика. Обязательная для всехсхем заглушек перемычка RTSCTS позволяет работать передатчику — без нее символыне смогут передаваться. Выходной сигнал DTR

обычно используют для проверки входных линийDSR, DCD и RI.

Еслитест с внешней заглушкой не проходит, причину следует искать во внешних буферах,их питании или в шлейфах подключения внешних разъемов. Здесь может помочьосциллограф или вольтметр. Последовательность проверки может быть следующей:

1. Проверить наличие двуполярного питаниявыходных схем передатчиков (этот шаг логически первый, но поскольку он техническисамый сложный, его можно отложить на крайний случай, когда появится желаниезаменить буферные микросхемы).

2. Проверить напряжение на выходах TD, RTS иDTR: после аппаратного сброса на выходе TD должен быть отрицательный потенциалоколо -12 В (по крайней мере ниже -5 В), а на выходах RTS и DTR — такой же положительный.Если этих потенциалов нет, возможна ошибка подключения разъема к плате черезшлейф. Распространенные варианты:

Ø

шлейф не подключен;

Ø

шлейф подключеннеправильно (разъем перевернут или вставлен со смещением);

Ø

раскладка шлейфа несоответствует разъему платы.

Первые два варианта проверяются привнимательном осмотре, третий же может потребовать некоторых усилий. В табл. 2.1приведены три варианта раскладки 10-проводного шлейфа разъема СОМ-порта,известных автору; для СОМ-портов на системных платах возможно существование идругих. Теоретически шлейф должен поставляться в соответствии с разъемом платы,на которой расположен порт.

Если дело в ошибочной раскладке, то эти тривыходных сигнала удастся обнаружить на других контактах разъемов (на входныхконтактах потенциал совсем небольшой). Если эти сигналы обнаружить не удалось,очевидно, вышли из строя буферные формирователи.

ФункцииBIOS для СОМ-портов

В процессе начального тестирования POST BIOSпроверяет наличие последовательных портов (регистров UART 8250 или совместимых)по стандартным адресам и помещает базовые адреса обнаруженных портов в ячейки BIOSData Area 0:0400, 0402, 0404, 0406. Эти ячейки хранят адреса портов слогическими именами СОМ 1-COM4. Нулевое значение адреса является признакомотсутствия порта с данным номером. В ячейки 0:047С, 047D, 047Е, 047F заносятсяконстанты, задающие тайм-аут для портов.

Обнаруженные порты инициализируются наскорость обмена 2400 бит/с, 7 бит данных с контролем на четность

(even), 1 стоп-бит. Управляющие сигналыинтерфейса DTR и RTS переводятся в исходное состояние («выключено»положительное напряжение).

Порты поддерживаются сервисом BIOS INT 14h,который обеспечивает следующие функции:

Ø

ООЬ — инициализация(установка скорости обмена и формата посылок, заданных регистром AL;запрет источников прерываний). На сигналы

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Современные системные платы

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Микропроцессоры и микроЭВМ

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Стандартные интерфейсы подключения датчиков и исследовательских приборов

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

История развития ЭВМ. Механические и электромеханические счетные машины

29 Августа 2013