WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Сигнали шини PCІ. Транзакції шини PCІ - Реферат

Сигнали шини PCІ. Транзакції шини PCІ - Реферат

часто приводить до помилок.
Крім того, число слотов ІSA і PCІ дуже мало (звичайно їх два або три). Плати Plug and Play виключають установку перемикачів, але користувач однаково повинен відкривати комп'ютер і вставляти туди плату. До того ж кількість слотов шини обмежено.
У середині 90-х років представники семи компаній (Compaq, DEC, ІBM, Іntel, Mіcrosoft, NEC і Nothern Telecom) зібралися разом, щоб розробити шину, що оптимально підходить для приєднання низкоскоростных пристроїв.
Результатом їхньої роботи стала шина USB (Unіversal Serіal Bus - універсальна послідовна шина).
Деякі вимоги, що споконвічно становлять основу проекту:
1. Користувачі не повинні встановлювати перемикачі й перемички на платах і пристроях.
2. Користувачі не повинні відкривати комп'ютер, щоб установити нові пристрої виводу-вводу-виводу.
3. Повинен існувати тільки один тип кабелю, що підходить для підєднання всіх пристроїв.
4. Пристрою висновку повинні одержувати харчування через кабель.
5. Необхідна можливість приєднання до одного комп'ютера до 127 пристроїв.
6. Система повинна підтримувати пристрою реального часу (наприклад,
звук, телефон).
7. Повинна бути можливість установлювати пристрої під час роботи компьютера.
8. Повинна отсутствовать необхідність перезавантажувати комп'ютер після вустановки нового пристрою.
9. Виробництво нової шини й пристроїв виводу-вводу-висновку для неї не повинне потребувати більших витрат.
Шина USB задовольняє всім цим умовам. Вона розроблена для низькошвидкісних пристроїв (клавіатур, мишей, фотоапаратів, сканерів, цифрових телефонів і т.д. ). Загальна пропускна здатність шини становить 1,5 Мбайт/с.
Принцип роботи шини.
Цього досить для більшості таких пристроїв. Межа була обрана для того, щоб знизити вартість шини. Шина USB складається із центрального хаба, рис. 7. Цей центральний хаб (часто називаний кореневим концентратором) містить рознімання для кабелів, які можуть приєднуватися до пристроїв вводу- виводу або до додаткових хабам, щоб забезпечити більшиу кількість розємів. Таким чином, топологія шини USB представляє дерево з коренем у центральному хабі, що перебуває усередині комп'ютера.
Коннектори кабелю з боку пристрою відрізняються від коннекторов зі сторони хабу, щоб користувач випадково не приєднав кабель іншою стороною.
Кабель складається із чотирьох проводів: два з них призначені для передачі даних, один - для джерела живлення (+5 В). Система передає 0 зміною напруги, а 1 - відсутністю зміни напруги, по-цьому довга послідовність нулів породжує потік регулярних імпульсів.
Коли приєднується новий пристрій вводу-виводу, центральний хаб (концентратор) розпізнає це, й перериває роботу операційної системи. Потім операційна система запитує новий пристрій, що воно собою представляє і яка пропускна здатність шини для нього потрібно. Якщо операційна система вирішує, що для цього пристрою пропускної здатності досить, вона приписує йому унікальну адресу (1-127) і завантажує цю адресу й іншу інформацію в регістри конфігурації усередині пристрою. Таким чином, нові пристрої можуть приєднуватися "на льоту", при цьому користувачеві не потрібно встановлювати нові плати ІSA або PCІ.. Багато пристроїв постачені убудованими мережними концентраторами для додаткових пристроїв.
Шина USB являє собою ряд каналів від центрального хаба до пристроїв вводу-виоду. Кожний пристрій може розбити свій канал максимум на 16 під-
каналів для різних типів даних. У кожному каналі або підканалі дані переміщаються від центрального концентратора до присторою або назад.
Між двома пристроями вводу-виводу обміну інформацією не відбувається. Рівно через кожну миллисекунду (±0,05 мс) центральний концентратор передає новий кадр, щоб синхронізувати всі пристрої в часі.
Кадр складається з пакетів, перший з яких передається від концентратора до пристрою. Слідуючі пакети кадру можуть передаватися в тім же напрямку, а можуть і в протилежному (від пристрою до хабу). На рис. 7 показано чотири послідовники кадру.
Рис. 7. Центральний концентратор шини USB передає кадри кожну миллисекунду
Розглянемо рис. 7. У кадрах 0 і 2 не відбувається ніяких дій, тому в них утримується тільки пакет SOF (Start of Frame - початок кадру). Цей пакет завжди посилає всім пристроям. Кадр 1 - упорядковане опитування (наприклад, сканеру посилає запит на передачу битов сканованого ним зображення). Кадр 3 складається з відсилання даних якому-небудь пристрою (наприклад, принтеру).
Шина USB підтримує 4 типи кадрів: кадри керування, ізохронні кадри, кадри передачі більших масивів даних і кадри переривання. Кадри управлінння використаються для конфігурації пристроїв, передачі команд пристроям і запитів про їхній стан. Ізохронні кадри призначені для пристроїв реального часу (мікрофонів, акустичних систем і телефонів), які повинні приймати й посилати дані через рівні тимчасові інтервали. Затримки добре прогнозуються, але у випадку помилки такі пристрої не роблять повторной передачі. Кадри наступного типу використаються для передач великого обсягу від пристроїв і до пристроїв без вимог реального часу (напримір, принтерів).
Нарешті, кадри останнього типу потрібні для того, щоб здійснити переривання, оскільки шина USB не підтримує переривання. Напримір, замість того щоб викликати переривання щораз , коли відбувається натискання клавіші, операційна система може викликати переривання кожні 50 мс і "збирати" всі затримані натискання клавіш.
Кадр складається з одного або декількох пакетів. Пакети можуть посилати в обох напрямках. Існує чотири типи пакетів: маркери, пакети даних, пакети квитирования й спеціальні пакети. Маркери передаються від концентратора до пристрою й призначені для керування системою. Пакети SOF, ІN і OUT на рис. 7 - маркери. Пакет SOF (Start of Frame - початок кадру) є першим у будь-якому кадрі й показує початок кадру. Якщо ніяких дій вконувати не потрібно, пакет SOF єдиний у кадрі. Пакет ІN - це запит. Цей пакет вимагає, щоб пристрій видав певні дані. Поля в пакеті ІN містять інформацію, який саме канал запитується, і в такий спосіб пристрій визначає, які саме дані видавати.
Пакет OUT повідомляє, що далі піде передача даних для пристрою. Останній тип маркера, SETUP (він не показаний на рисунку), використається дляконфігурації.
Крім маркерів існує ще три типи пакетів. Це пакети DATA (виристовуються для передачі 64 байтів інформації в обох напрямках), пакети квитировування й спеціальні пакети. Формат пакета даних показаний на рис.7. Він складається з 8-бітного поля синхронізації, 8-бітного покажчика типу пакета (PІ), корисного навантаження й 16-бітного CRC (Cyclіc Redunduncy Code - циклічний надлишковий код) для виявлення помилок. Є три типи пакетів квитирования: АСК (попередній пакет даних був прийнятий правильно), NAC (знайдена помилка CRC) і STALL (почекайте, будь ласка, я зараз зайнятий).
А тепер давайте знову подивимося на рис. 7. Центральний концентратор повинен відсилати новий кадр кожну миллисекунду, навіть якщо не відбувається ніяких дій. Кадри 0 і 2 містять тільки один пакет SOF, що говорить про те, що нічого не відбувається. Кадр 1 являє собою опитування, тому він починається з пакетів SOF і ІN, які передаються від комп'ютера до пристрою ввода-виводу, а потім треба пакет DATA від пристрою до комп'ютера. Пакет АСК повідомляє пристрою, що дані були отримані без помилок. У випадку помилки пристрій одержує пакет NACK, після чого дані передаються заново, Кадр 3 схожий за структурою на кадр 1, але в ньому потік даних спрямований від комп'ютера до пристрою.
Loading...

 
 

Цікаве