|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ USB ve FireWire veri yolu. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Bilgisayarlar USB (Evrensel Seri Veri Yolu), telefon ve tüketici elektroniği cihazlarıyla entegrasyona odaklanan, PC mimarisini genişletmeye yönelik bir endüstri standardıdır. Sürüm 1.0 Ocak 1996'da yayımlandı. USB mimarisi aşağıdaki kriterlere göre belirlenir:
Son kullanıcının bakış açısından USB'nin aşağıdaki özellikleri ilgi çekicidir:
1996'nın ortasından bu yana, yonga seti tarafından uygulanan yerleşik bir USB denetleyiciye sahip PC'ler üretiliyor. USB destekli modemlerin, klavyelerin, tarayıcıların, hoparlörlerin ve diğer giriş/çıkış cihazlarının yanı sıra USB adaptörlü monitörlerin de ortaya çıkması ve diğer cihazların bağlanmasında hub görevi görmesi bekleniyor. 1.1. USB yapısı USB, eş zamanlı veri alışverişine olanak tanır ana bilgisayar ve birçok çevre birimleri (PU). Veri yolu bant genişliğinin PU'lar arasındaki dağıtımı ana bilgisayar tarafından planlanır ve belirteçler gönderilerek uygulanır. Veri yolu, ana makine ve aygıtlar çalışırken aygıtların bağlanmasına, yapılandırılmasına, kullanılmasına ve bağlantılarının kesilmesine olanak tanır. Aşağıda, Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC ve Northern Telecom tarafından yayınlanan "Evrensel Seri Veri Yolu Spesifikasyonu. Revizyon IO Ocak 15, 1996" spesifikasyonundaki terimlerin çevirisinin yazarın versiyonu bulunmaktadır. Daha ayrıntılı ve güncel bilgilere şu adresten ulaşılabilir: usb.org. Cihazlar USB'ler hub'lar, işlevler veya her ikisinin birleşimi olabilir. merkez (Hub), cihazları veri yoluna bağlamak için ek noktalar sağlar. İşlev USB, sisteme ISDN bağlantısı, dijital joystick, dijital hoparlörler vb. gibi ek özellikler sağlar. USB cihazının, USB protokolünü tam olarak destekleyen, standart işlemleri (yapılandırma ve sıfırlama) gerçekleştiren ve cihazı tanımlayan bilgileri sağlayan bir USB arayüzüne sahip olması gerekir. . USB'ye bağlanan birçok cihazın hem hub'ı hem de işlevleri vardır. USB tüm sistemi kontrol eder ana bilgisayar denetleyicisi (Ana Bilgisayar Denetleyicisi), ana bilgisayarın yazılım ve donanım alt sistemidir. Fiziksel bağlantı cihazlar çok katmanlı bir topolojiye göre gerçekleştirilir yıldızlar. Her yıldızın merkezi merkez, Her kablo bölümü iki hub noktasını başka bir hub'a veya işleve bağlar. Sistemde bir (ve yalnızca bir) ana bilgisayar denetleyicisi, cihaz ve hub piramidinin tepesinde bulunur. Ana bilgisayar denetleyicisi ile entegre olur kök hub (Kök Hub), bir veya daha fazla bağlantı noktası sağlamak limanlar. Yonga setlerinde bulunan USB denetleyicisi genellikle yerleşik iki bağlantı noktalı bir hub'a sahiptir. Mantıksal olarak, herhangi bir USB hub'ına bağlanan ve yapılandırılan (aşağıya bakın) bir cihazın doğrudan ana bilgisayar denetleyicisine bağlı olduğu düşünülebilir. fonksiyonlar bir veri yolu üzerinden veri iletebilen veya alabilen veya bilgileri kontrol edebilen cihazlardır. Tipik olarak işlevler, hub bağlantı noktasına bağlanan bir kabloyla ayrı kontrol üniteleridir. Fiziksel olarak, bir kasa, bunların tek bir bağlantı noktasına bağlanmasını sağlayan yerleşik bir hub'a sahip çeşitli işlevler içerebilir. Bu kombinasyon ana bilgisayar cihazları, kalıcı olarak bağlı işlev cihazlarına sahip merkezlerdir. Her işlev, CP'nin yeteneklerini ve kaynak gereksinimlerini açıklayan yapılandırma bilgilerini sağlar. Kullanmadan önce işlevin ana bilgisayar tarafından yapılandırılması, kanal bant genişliğinin tahsis edilmesi ve yapılandırma seçeneklerinin seçilmesi gerekir. İşlev örnekleri şunlardır: İşaretçiler: fare, tablet, ışıklı kalem. Giriş aygıtları: klavye veya tarayıcı. Çıkış cihazı: yazıcı, ses hoparlörleri (dijital). ISDN telefon adaptörü merkez USB mimarisindeki PnP sisteminin temel unsuru. Hub bir kablo yoğunlaştırıcıdır. Bağlantı noktaları denir limanlar merkez. Her hub bir bağlantı noktasını birçok bağlantı noktasına dönüştürür. Mimari birden fazla hub'ın bağlanmasına izin verir. Her merkezde bir tane bulunur yukarı akış bağlantı noktası}, bir ana bilgisayara veya üst düzey hub'a bağlanmak için tasarlanmıştır. Geri kalan bağlantı noktaları aşağı akış (Aşağı Akış Bağlantı Noktaları), alt düzey işlevleri veya hub'ları bağlamak için tasarlanmıştır. Hub, cihazların bağlantı noktalarına bağlı olup olmadığını veya bağlantılarının kesilip kesilmediğini algılayabilir ve kendi segmentlerine giden güç kaynağını kontrol edebilir. Her bağlantı noktası etkinleştirilebilir veya devre dışı bırakılabilir ve tam veya sınırlı baud hızı için yapılandırılabilir. Hub, düşük hızlı bölümlerin yüksek hızlı olanlardan izolasyonunu sağlar. Hub'lar aşağı akış bağlantı noktalarına giden güç kaynağını kontrol edebilir; Her bağlantı noktasının tükettiği akıma bir sınır getirilmesi için düzenleme yapılmıştır.
USB sistemi belirli etkileşim kurallarına sahip üç seviyeye ayrılmıştır. Bir USB aygıtında bir arayüz parçası, bir aygıt parçası ve bir işlevsel parça bulunur. Ana bilgisayar ayrıca üç bölüme ayrılmıştır: arayüz, sistem ve cihaz yazılımı. Her parça yalnızca belirli bir dizi görevden sorumludur; aralarındaki mantıksal ve gerçek etkileşim Şekil 7.1'de gösterilmektedir. XNUMX. Söz konusu yapı aşağıdaki unsurları içermektedir: USB fiziksel aygıtı veri yolu üzerinde son kullanıcının ilgisini çeken işlevleri yerine getiren bir cihaz. İstemci Yazılımı Ana bilgisayarda çalışan cihaza özel yazılım. İşletim sisteminin bir parçası veya özel bir ürün olabilir. USB Sistem Yazılımı Belirli cihazlardan ve istemci yazılımından bağımsız olarak USB için sistem desteği. USB Ana Bilgisayar Denetleyicisi USB aygıtlarını ana bilgisayara bağlamak için donanım ve yazılım. Fiziksel arayüz USB standardı, veri yolunun elektriksel ve mekanik özelliklerini tanımlar. Bilgi sinyalleri ve 5 V'luk besleme voltajı dört telli bir kablo aracılığıyla iletilir. D+ ve D sinyallerinin iki kablo üzerinden iletilmesi için diferansiyel bir yöntem kullanılır. Statik modda verici sinyal seviyeleri 0,3 V'nin altında (düşük seviye) veya 2,8 V'nin (yüksek seviye) üzerinde olmalıdır. Alıcılar 0,5...+3,8 V aralığındaki giriş voltajına dayanabilir. Vericiler, bir çift kablo üzerinden çift yönlü yarı çift yönlü iletim için yüksek empedans durumuna geçebilmelidir. USB'de iki telli iletim diferansiyel sinyallerle sınırlı değildir. Diferansiyel alıcıya ek olarak her cihazda D+ ve D- sinyalleri için doğrusal alıcılar bulunur ve bu hatların vericileri ayrı ayrı kontrol edilir. Bu, bir donanım arayüzü oluşturmak için kullanılan ikiden fazla hat durumu arasında ayrım yapmayı mümkün kılar. Devletler FarkO и Fark1 Birindeki potansiyelin VSE yanıt eşiğinden yüksek olması koşuluyla, D+ ve D hatlarındaki 200 mV'den fazla potansiyel farkla belirlenir. Hem D+ hem de D girişinin düşük olduğu duruma denir. doğrusal sıfır (SEO Tek Uçlu Sıfır). Arayüz aşağıdaki durumları tanımlar: DataJ Durumu и Veri K Durumu iletilen bitin durumu (veya basitçe J и İLE), durumlar aracılığıyla tanımlanır FarkO и Fark1. Boşta Kalma Durumu otobüs duraklaması. Devam Durumu Cihazı uyku modundan uyandırmak için "uyandırma" sinyali. Paket Başlangıcı (SOP) paketin başlangıcı (geçiş K'da Boşta Durumu). Paket Sonu (EOP) paketin sonu. Bağlantıyı kes cihazın bağlantı noktasıyla bağlantısı kesildi. Sosyal medya cihaz bağlantı noktasına bağlı. Reset cihaz sıfırlama. Durumlar, diferansiyel ve doğrusal sinyallerin kombinasyonlarıyla belirlenir; tam ve düşük durum hızları için FarkO и Fark1 tam tersi bir amacı var. Durum kodu çözmede Bağlantıyı kes, Bağlan и Reset Hatların belirli durumlarda olduğu süre (2,5 ms'den fazla) dikkate alınır. Otobüsün iki iletim modu vardır. Son sürat USB sinyal iletimi 12 Mbit/s'dir, düşük 1,5 Mbit/sn. Tam hız için, empedansı 90 Ohm olan ve segment uzunluğu 5 m'ye kadar olan ekranlı bükümlü çift kablo kullanılır, düşük hız için 3 m'ye kadar korumasız korumasız kablo kullanılır.Düşük hızlı kablolar ve cihazlar yüksekten daha ucuzdur - hızlı olanlar. Aynı sistem her iki modu da aynı anda kullanabilir; Cihazların değiştirilmesi şeffaf bir şekilde gerçekleştirilir. Düşük hız, yüksek hız gerektirmeyen az sayıda PU ile çalışmak için tasarlanmıştır. Belirli bir bağlantı noktasına bağlı bir cihazın kullandığı hız, alıcı-vericilerin R2 yük dirençleri tarafından öngerilimlendirilen D+ ve D- hatlarındaki sinyal seviyelerine dayalı olarak hub tarafından belirlenir (bkz. Şekil 7.2 ve 7.3). Senkronizasyon sinyalleri, yöntem kullanılarak verilerle birlikte kodlanır NRZI (Sıfıra Dönüşsüz Ters Çevirme), yaptığı çalışma Şekil 7.4'de gösterilmektedir. XNUMX. Her paketin önünde bir senkronizasyon alanı bulunur senkronizasyon, alıcının verici frekansını ayarlamasına izin verir. Kabloda ayrıca 5V besleme gerilimini cihazlara iletmek için VBus ve GND hatları bulunmaktadır. İletkenlerin kesiti, garantili bir sinyal seviyesi ve besleme voltajı sağlamak için segmentin uzunluğuna göre seçilir.
Standart tanımlar iki tip konektör (bkz. Tablo 7.1 ve Şekil 7.5).
"A" konektörlerini yazın hub'lara bağlanmak için kullanılır (Yukarı Akış Konektörü). Fişler cihazlardan (örneğin klavye, fare vb.) çıkarılamayan kablolara takılır. Jaklar aşağı akış bağlantı noktalarına takılıdır (Aşağı Bağlantı Noktası) göbekler B Tipi konektörler (Aşağı Akış Konektörü) bağlantı kablosunun çıkarılabileceği cihazlara (yazıcılar ve tarayıcılar) takılıdır. Karşı taraf (fiş), karşı ucu “A” tipi fişe sahip olan bağlantı kablosunun üzerine takılıdır. "A" ve "B" tipi konektörler mekanik olarak farklılık gösterir (Şekil 7.5), bu da hub bağlantı noktalarının kabul edilemez döngü bağlantılarını ortadan kaldırır. Yanlış bağlantıyı önlemek için dört pimli konektörler anahtarlanmıştır. Konektörlerin tasarımı, güç kaynağı devrelerine kıyasla sinyal devrelerinin daha geç bağlanmasını ve erken ayrılmasını sağlar. USB konektörünü tanımak için cihazın gövdesine standart bir sembolik işaret yerleştirilmiştir.
Cihazlara güç verme USB mümkün kablodan (Veri Yoluyla Çalışan Cihazlar) veya kendi güç kaynağınızdan (Kendinden Güç Alan Cihazlar). Ana bilgisayar, kendisine doğrudan bağlı kontrol ünitelerine güç sağlar. Her hub, sırasıyla, aşağı yöndeki bağlantı noktalarına bağlı cihazlara güç sağlar. Bazı topoloji kısıtlamaları uyarınca, otobüsle çalışan hub'ların kullanımına izin verilmektedir. İncirde. Şekil 7.6 bir USB cihazı bağlantı şeması örneğini göstermektedir. Burada klavye, kalem ve fare veri yolu ile çalıştırılabilir.
Veri aktarım modeli Her USB cihazı bağımsız bir dizi ile uç noktalar ana bilgisayar denetleyicisinin bilgi alışverişinde bulunduğu. Uç noktalar aşağıdaki parametrelerle tanımlanır: gerekli veri yolu erişim sıklığı ve kabul edilebilir hizmet gecikmeleri; gerekli kanal bant genişliği; nokta numarası; hata işleme gereksinimleri; iletilen ve alınan paketlerin maksimum boyutları; değişim türü; değişim yönü (sürekli ve eşzamanlı değişimler için). Her cihazın, başlatılması, genel yönetimi ve durumunun yoklanması için kullanılan 0 numaralı bir uç noktaya sahip olması gerekir. Bu nokta her zaman güç açıldığında ve cihaz veri yoluna bağlandığında yapılandırılır. "Kontrol" tipi aktarımları destekler (aşağıya bakın). Sıfır noktasına ek olarak, fonksiyon cihazlarında yararlı veri alışverişini sağlayan ek noktalar bulunabilir. Düşük hızlı cihazlarda en fazla iki ek nokta bulunabilir, tam hızlı cihazlarda ise en fazla 16 giriş noktası ve 16 çıkış noktası bulunabilir (protokol sınırı). Noktalar yapılandırılıncaya kadar kullanılamaz (onlarla ilişkili kanal kurulur). Kanal {Boru) USB, ana bilgisayar denetleyicisi ile uç nokta arasındaki veri aktarım modelini ifade eder (Uç nokta) cihazlar. İki tür kanal vardır: akışlar (Aktarım) ve mesajlar (İleti). Akış Veriyi kanalın bir ucundan diğer ucuna iletir, her zaman tek yönlüdür. Aynı uç nokta numarası iki giriş ve çıkış akışı kanalı için kullanılabilir. Bir iş parçacığı aşağıdaki iletişim türlerini uygulayabilir: sürekli, eş zamanlı ve kesintiler. Teslimat her zaman ilk giren ilk çıkar (FIFO) sırasına göre yapılır; USB açısından bakıldığında akış verileri yapılandırılmamıştır. Сообщения USB spesifikasyonu tarafından tanımlanan bir formata sahiptir. Ana bilgisayar, uç noktaya bir istek gönderir, ardından bir mesaj paketi gönderilir (alınır), ardından uç noktanın durum bilgilerini içeren bir paket gelir. Bir sonraki mesaj normalde bir önceki mesaj işlenmeden gönderilemez, ancak hatalar işlenirken işlenmeyen mesajları sıfırlamak mümkündür. İki yönlü mesajlaşma aynı uç noktaya yöneliktir. Mesajları iletmek için yalnızca kontrol tipi alışverişler kullanılır. Kanalların uç noktayla ilişkili özellikleri vardır (bant genişliği, hizmet türü, arabellek boyutu vb.). USB aygıtları yapılandırılırken kanallar oluşturulur. Etkinleştirilen her cihaz için bir mesaj kanalı vardır (Kontrol Borusu 0) konfigürasyon, kontrol ve durum bilgilerini taşır. Veri aktarım türleri USB hem tek yönlü hem de çift yönlü iletişim modlarını destekler. Ana yazılım ile cihazın uç noktası arasında veri aktarımı gerçekleşir. Bir cihazın birkaç uç noktası olabilir ve her biriyle (kanal) iletişim bağımsız olarak kurulur. USB mimarisi dört temel veri aktarımı türüne izin verir: Kontrol Transferleri, Bağlantı sırasında yapılandırma ve cihaz yönetimi için çalışma sırasında kullanılır. Protokol garantili veri teslimatı sağlar. Kontrol mesajı veri alanının uzunluğu tam hızda 64 baytı ve düşük hızda 8 baytı aşmaz. Toplu Veri Aktarımları katı teslimat süresi gereksinimleri olmayan nispeten büyük paketler. İletimler mevcut tüm veri yolu bant genişliğini kullanır. Paketlerin 8, 16, 32 veya 64 baytlık veri alanı vardır. Bu vitesler en düşük önceliğe sahiptir ve otobüs ağır yüklendiğinde askıya alınabilir. Yalnızca tam iletim hızında izin verilir. Kesintiler giriş karakterleri veya koordinatlar gibi kısa (tam hızda 64 bayta kadar, düşük hızda 8 bayta kadar) aktarımlar. Kesintiler doğası gereği kendiliğinden gerçekleşir ve cihazın gerektirdiği süreden daha yavaş bir şekilde bakım yapılmamalıdır. Servis süresi limiti tam hız için 1-255 ms, düşük hız için 10-255 ms aralığında ayarlanır. Eş Zamanlı Transferler Veri yolu bant genişliğinin önceden kararlaştırılmış bir kısmını kaplayan ve belirli bir teslimat gecikmesine sahip olan sürekli gerçek zamanlı iletimler. Bir hata tespit edilirse eş zamanlı veriler tekrar oynatılmadan iletilir; geçersiz paketler göz ardı edilir. Bir örnek dijital ses iletimidir. Bant genişliği iletim kalitesi gereksinimlerine göre belirlenir ve örneğin telekonferans uygulanırken teslimat gecikmesi kritik öneme sahip olabilir. Veri yolu bant genişliği kurulu tüm kanallar arasında paylaştırılır. Tahsis edilen bant genişliği bir kanala tahsis edilir ve yeni bir kanalın kurulması mevcut tahsise uymayan bir bant genişliği gerektiriyorsa kanal tahsis talebi reddedilir. US B mimarisi, tüm cihazların dahili ara belleğe alınmasını sağlar ve bir aygıtın bant genişliği ne kadar fazla olursa, arabelleğinin de o kadar büyük olması gerekir. USB, ara belleğe almanın cihazda neden olduğu veri gecikmesinin birkaç milisaniyeyi geçmeyecek bir hızda veri aktarımını sağlamalıdır. Eşzamanlı aktarımlar, veri kaynaklarının veya alıcıların uç noktalarının sistemle senkronize olma biçimine göre sınıflandırılır: her biri kendi USB kanalı türüne sahip olan eşzamansız, eşzamanlı ve uyarlanabilir cihaz sınıfları vardır. Protokol USB üzerinden yapılan tüm alışverişler (işlemler) üç paketten oluşur. Her biri işlem gönderen kontrolör tarafından planlanır ve başlatılır. paket-token {Jeton Paketi). Aktarım türünü ve yönünü, USB aygıt adresini ve uç nokta numarasını açıklar. Her işlemde, değişim yalnızca adreslenen cihaz (uç noktası) ile ana bilgisayar arasında mümkündür. İşaretleyicinin adreslediği cihaz, adresini tanır ve değişime hazırlanır. Veri kaynağı (belirteçle tanımlanır) bir veri paketi (veya iletilecek veri olmadığına dair bir bildirim) iletir. Paket başarılı bir şekilde alındıktan sonra veri alıcısı şunları gönderir: onay paketi (El Sıkışma Paketi). İşlem planlama, akış kanalları üzerinde kontrol sağlar. Donanım düzeyinde, işlemden vazgeçmeyi kullanma (NAck) Kabul edilemez iletim yoğunluğu durumunda tamponların üstte ve altta taşmasını önler. Reddedilen işlemlerin jetonları, otobüs serbest olduğunda yeniden iletilir. Akış yönetimi, eşzamanlı heterojen veri akışlarının bakımını esnek bir şekilde planlamanıza olanak tanır. Hata toleransı aşağıdaki USB özelliklerini sağlayın: Diferansiyel alıcılar/vericiler ve ekranlı kablolar aracılığıyla elde edilen yüksek sinyal kalitesi. Kontrol alanlarının ve verilerin CRC kodları ile korunması. Cihazların bağlantısını ve bağlantılarının kesilmesini algılar ve kaynakları sistem düzeyinde yapılandırır. Paketler kaybolduğunda zaman aşımına uğrayan kendi kendini onarma protokolü. Eşzamanlılık ve donanım ara bellek yönetimi için akış kontrolü. İşlevlerin diğer işlevlerle yapılan başarısız değişimlerden bağımsızlığı. İletim hatalarını tespit etmek için her pakette, tüm tek ve çift bit hatalarını tespit edecek CRC kontrol alanları bulunur. Donanım iletim hatalarını algılar ve denetleyici otomatik olarak üç kez iletim girişiminde bulunur. Yeniden denemeler başarısız olursa istemci yazılımına bir hata mesajı bildirilir. Paket formatları Baytlar veri yolu boyunca en az anlamlı bitten başlayarak sırayla aktarılır. Tüm parseller paketler halinde düzenlenmiştir. Her paket, bir dizi durumla temsil edilen bir Senkronizasyon alanıyla başlar. KJKJKJKK (NRZI kodlu) durumu takip ediyor Boşta. Son iki bit (KK) paket tanımlayıcının ilk bitini tanımlamak için kullanılan SOP paket işaretleyicisinin başlangıcıdır PID. Paket Kimliği 4 bitlik bir alandır PID[3:0], paketin tipinin tanımlanması (Tablo 7.2), ardından kontrol bitleri olarak aynı 4 bit gelir, ancak ters çevrilmiştir.
İşaretleyici çantalarda GİRİŞ, KURULUM и OUT Şunlar adres alanları: 7 bitlik fonksiyon adresi ve 4 bitlik uç nokta adresi. Bunlar, 127'ye kadar USB fonksiyonunun (yapılandırma için sıfır adresi kullanılır) ve fonksiyon başına 16 uç noktanın adreslenmesine olanak tanır. SOF paketinde 11 bitlik Çerçeve Numarası Alanı, sonraki kare için sırayla (döngüsel olarak) artırıldı. Veri alanı boyutu 0 ila 1023 tamsayı bayt arasında olabilir. Alanın boyutu iletim türüne bağlıdır ve kanal kurulduğunda kararlaştırılır. SKS-kola alanı Tüm belirteçlerde ve veri paketlerinde mevcut olup, paketin hariç tüm alanlarını korur. PID. Belirteçler (5 bit) ve veriler (11 bit) için CRC'ler farklı formüller kullanılarak hesaplanır. Her işlem, ana bilgisayar denetleyicisi tarafından bir belirteç gönderilerek başlatılır ve bir el sıkışma paketiyle sona erer. İşlemlerdeki paketlerin sırası Şekil 7.7'de gösterilmektedir. XNUMX. Ana bilgisayar denetleyicisi, kaynak tahsis planına göre cihazlarla alışverişi düzenler. Kontrolör döngüsel olarak (1 ms'lik bir periyotla) şunu üretir: çerçeveler (Çerçeveler), tüm planlanmış işlemlerin buna uyduğu yer. Her kare bir SOF jetonu gönderilerek başlar (Çerçevenin Başlangıcı), bu, hub'lar dahil tüm cihazlar için bir senkronizasyon sinyalidir. Her çerçevenin sonunda bir zaman aralığı ayrılır EOF (Çerçeve Sonu), bu sırada hub'lar denetleyiciye iletimi yasaklar. Her çerçevenin kendi numarası vardır. Ana bilgisayar denetleyicisi 32 bitlik bir sayacı çalıştırır, ancak SOF belirtecindeki yalnızca düşük 11 biti iletir. EOF sırasında çerçeve numarası (döngüsel olarak) artar. Ana bilgisayar, çerçevelerin yüklenmesini, kontrol ve kesme işlemleri için her zaman yer olacak şekilde zamanlar. Serbest kare süresi sürekli yayınlarla doldurulabilir (Toplu Transferler).
için eş zamanlı iletim Cihazların ve denetleyicinin senkronizasyonu önemlidir. Üç seçenek var: cihazın dahili jeneratörünün SOF işaretleyicileriyle senkronizasyonu; kare hızının cihaz frekansına ayarlanması; cihazın iletim (alma) hızının kare hızıyla eşleştirilmesi. Denetleyicinin kare hızının ayarlanması elbette yalnızca bir cihazın dahili senkronizasyon frekansıyla eşleşecek şekilde mümkündür. Ayarlama, çerçeve periyodunu ±1 bit aralığında değiştirmenize olanak tanıyan bir geri bildirim mekanizması aracılığıyla gerçekleştirilir. 1.2. Sistem yapılandırması USB, cihazların dinamik bağlantısını ve bağlantısının kesilmesini destekler. Veri yolu cihazı numaralandırması, fiziksel topolojideki değişiklikleri izleyen devam eden bir süreçtir. Tüm cihazlar hub bağlantı noktaları aracılığıyla bağlanır. Hub'lar, cihazların portlarına bağlanıp bağlanmadığını algılar ve denetleyici tarafından istendiğinde portların durumunu bildirir. Ana bilgisayar, bağlantı noktasını etkinleştirir ve cihazı aşağıdakileri kullanarak kontrol kanalı aracılığıyla adresler: sıfır USB Varsayılan Adresi. İlk bağlantıda veya sıfırlama sonrasında tüm cihazlar bu şekilde adreslenir. Ana bilgisayar, yeni bağlanan cihazın bir hub mı yoksa bir işlev mi olduğunu belirler ve onu atar. benzersiz adres USB BAĞLANTI. Ana bilgisayar bir kontrol kanalı oluşturur (Kontrol Borusu) ile Bu cihaz, atanan adresi ve hedef numarasını sıfır kullanarak. Yeni cihaz bir hub ise, ana bilgisayar kendisine bağlı cihazları belirler, onlara adresler ve ayarlar atar. kanalları döküyor. Yeni cihaz bir özellik ise USB yöneticisi tarafından ilgili yazılıma bağlantı bildirimi gönderilir. Bir aygıtın bağlantısı kesildiğinde, hub otomatik olarak ilgili bağlantı noktasını devre dışı bırakır ve bağlantının kesildiğini denetleyiciye bildirir, bu da bu aygıtla ilgili bilgileri tüm veri yapılarından kaldırır. Hub'ın çevrimdışı olması durumunda, ona bağlı tüm cihazlar için kaldırma işlemi gerçekleştirilir. Bir özelliğin devre dışı bırakılması durumunda ilgili yazılıma bildirim gönderilir. Cihaz numaralandırma otobüse bağlı (Otobüs Numaralandırma), herhangi bir kullanıcı veya istemci yazılımı müdahalesi olmadan bağlandıklarında (veya çalıştırıldıklarında) dinamik olarak gerçekleşir. Numaralandırma işlemi şu şekilde gerçekleştirilir: 1. Cihazın bağlandığı hub, bir durum anketine yanıt vererek ana bilgisayarı bağlantı noktasının durumundaki değişiklik hakkında bilgilendirir. Bu andan itibaren cihaz duruma girer Takılı (bağlı) ve bağlandığı bağlantı noktası durumunda Engelli. 2. Ana bilgisayar, bağlantı noktası durumunu kontrol eder. 3. Yeni cihazın bağlı olduğu bağlantı noktasını tanıyan ana bilgisayar, bağlantı noktasını sıfırlama ve etkinleştirme komutunu verir. 4. Hub, bu bağlantı noktası için bir Sıfırlama sinyali (10 ms) üretir ve bunu Etkin. Bağlanan cihaz bus'tan 100 mA'e kadar besleme akımı çekebilir. Cihaz duruma girer Elektrikli (güç uygulandığında), tüm kayıtları orijinal durumlarına sıfırlanır ve sıfır adresine erişime yanıt verir. 5. Cihaz benzersiz bir adres alana kadar, ana bilgisayar denetleyicisinin paket veri alanının izin verilen maksimum boyutunu belirlediği bekleme kanalı aracılığıyla bu adrese erişilebilir. 6. Ana bilgisayar, cihaza benzersiz adresini söyler ve cihaz duruma getirilir. Ele (yöneltilen). 7. Ana bilgisayar, veri yolundan bildirilen akım çekişi de dahil olmak üzere cihaz yapılandırmasını okur. Okuma birkaç kare sürebilir. 8. Alınan bilgilere göre ana bilgisayar, duruma aktarılan bu cihazın tüm mevcut uç noktalarını yapılandırır. Yapılandırılmış (yapılandırılmış). Hub artık aygıtın yapılandırmada belirtilen akımın tamamını veri yolundan tüketmesine olanak tanır. Cihaz hazır. Bir cihazın veri yolundan bağlantısı kesildiğinde, hub ana bilgisayara bildirimde bulunur ve bağlantı noktası devre dışı bırakılır ve ana bilgisayar mevcut topoloji bilgilerini günceller. 1.3. USB aygıtları ve hub'ları USB veri yolunun yetenekleri, çeşitli aygıtların bağlanması için kullanılmasına olanak tanır. Kontrol ünitesinin “kullanışlı” özelliklerine değinmeden, USB veri yoluna bağlı arayüz kısmı üzerinde duracağız. Tüm cihazlar aşağıda listelenen ortak işlemleri desteklemelidir. Dinamik bağlantı ve bağlantı kesme. Bu olaylar, bunları ana bilgisayar denetleyicisine bildiren ve bağlı cihazı sıfırlayan hub tarafından izlenir. Cihaz, sıfırlama sinyalinden sonra sıfır adresine yanıt vermelidir ve yapılandırılmamış veya askıya alınmamıştır. Ana bilgisayar denetleyicisinin sorumlu olduğu bir adres atadıktan sonra cihazın yalnızca benzersiz adresine yanıt vermesi gerekir. Yapılandırma Ana bilgisayar tarafından gerçekleştirilen cihazlar kullanımları için gereklidir. Yapılandırma genellikle cihazın kendisinden okunan bilgileri kullanır. Bir cihazın birden fazla arayüzü olabilir ve her biri cihazın işlevini ana bilgisayara temsil eden kendi uç noktasına sahiptir. Bir konfigürasyondaki bir arayüz alternatif özelliklere sahip olabilir; Setlerin değiştirilmesi protokol tarafından desteklenir. Uyarlanabilir sürücüleri desteklemek için aygıt ve arayüz tanımlayıcılarında sınıf, alt sınıf ve protokol alanları bulunur. Veri aktarımı dört iletim türünden biri aracılığıyla mümkündür (yukarıya bakın). Farklı aktarım türlerine izin veren uç noktalar için yapılandırmadan sonra bunlardan yalnızca biri kullanılabilir. Enerji yönetimi çok gelişmiş bir USB işlevidir. Veriyoluyla çalışan cihazlar için güç sınırlıdır. Bağlandığında hiçbir cihaz veri yolundan 100 mA'yı aşan bir akım tüketmemelidir. Çalışma akımı (en fazla 500 mA) konfigürasyonda beyan edilir ve hub cihaza beyan edilen akımı sağlayamazsa yapılandırılmaz ve bu nedenle kullanılamaz. USB cihazı desteklemelidir süspansiyon (Askıya Alma Modu), mevcut tüketiminin 500 μA'yı geçmediği. Veri yolu etkinliği sona erdiğinde cihaz otomatik olarak askıya alınmalıdır. Fırsat Uzaktan Uyandırma Askıya alınmış bir cihazın, aynı zamanda askıya alınmış durumda da olabilecek ana bilgisayara sinyal göndermesine olanak tanır. Uzaktan uyandırma özelliği cihaz konfigürasyonunda açıklanmıştır. Bu işlev yapılandırma sırasında devre dışı bırakılabilir. merkez USB'de sinyalleri değiştirir ve güç voltajı sağlar ve ayrıca kendisine bağlı cihazların durumunu izleyerek ana bilgisayara değişiklikler hakkında bilgi verir. Hub iki denetleyici parçasından oluşur (Hub Denetleyicisi) ve tekrarlayıcı (Hub Tekrarlayıcı). Tekrarlayıcı çıkış bağlantı noktasını giriş bağlantı noktasına bağlayan yönetilen bir anahtardır. Sinyallemeyi sıfırlama ve duraklatma desteği vardır. Kontrolör Ana bilgisayarla etkileşim için kayıtları içerir. Kayıtlara, hub'a erişim için özel komutlar kullanılarak erişilir. Komutlar hub'ı yapılandırmanıza, aşağı akış bağlantı noktalarını yönetmenize ve durumlarını izlemenize olanak tanır. Aşağı akış bağlantı noktaları hub'lar aşağıdaki durumlarda olabilir: Elektrikli (^(güç kapalı) bağlantı noktasına güç sağlanmıyor (yalnızca hub anahtarlaması için mümkündür) beslenme). Çıkış tamponları yüksek empedans durumuna yerleştirilir ve giriş sinyalleri göz ardı edilir. Bağlantı kesildi (bağlantısı kesilmiş) bağlantı noktası herhangi bir yönde sinyal iletmez, ancak bir cihazın bağlantısını algılayabilir (hiçbir durumla) SEO 2,5 µs içinde). Daha sonra liman duruma geçer Engelli, ve giriş sinyali seviyelerine göre {DiffO veya Fark1 yapabilmek Boşta) bağlı cihazın hızını belirler. sYayından kaldırıldı (devre dışı) bağlantı noktası yalnızca bir sıfırlama sinyali iletir (kontrolörden gelen bir komut üzerine), bağlantı noktasından gelen sinyaller (kapanma algılaması hariç) algılanmaz. Açma tespiti üzerine (2,5 µs durumu SEO) liman duruma giriyor Bağlantıyı kes, ve "uyuyan" hub tarafından bir kapanma tespit edilirse denetleyiciye bir sinyal gönderilecektir Devam et. w Etkin (etkin) bağlantı noktası sinyalleri her iki yönde de iletir. Denetleyiciden gelen komut üzerine veya bir çerçeve hatası algılandığında bağlantı noktası duruma girer Engelli, ve bir kapatmanın algılanması üzerine durum Bağlantıyı kes. Asma (askıya alınmış) bağlantı noktası, onu durdurulmuş duruma (uyku modu) geçirmek için bir sinyal gönderir. Hub aktif durumda ise porttan hiçbir yönde sinyal geçmez. Bununla birlikte, "uyuyan" hub, yasaklanmayan bağlantı noktalarının durumundaki değişikliklerin sinyallerini algılar ve etkinleştirilen cihazdan "uyanma" sinyallerini bir "uyku" hub'ları zinciri aracılığıyla bile gönderir. Her bağlantı noktasının durumu, hub denetleyicisi tarafından ayrı kayıtlar kullanılarak tanımlanır. Bitleri her portun durumunun değiştiği gerçeğini yansıtan genel bir kayıt vardır (sırasında sabitlenir). EÖF). Bu, ana bilgisayar denetleyicisinin hub'ın durumunu hızlı bir şekilde bulmasına ve özel işlemler tarafından değişiklikler tespit edilirse durumu netleştirmesine olanak tanır. 1.4. Ana bilgisayar denetleyicisi Ana bilgisayar, denetleyici aracılığıyla cihazlarla iletişim kurar. Ev sahibinin aşağıdaki sorumlulukları vardır: USB cihazı bağlantısı ve bağlantı kesilmesi tespiti; cihazlar ve ana bilgisayar arasındaki kontrol akışının manipülasyonu; veri akışı yönetimi; istatistiklerin toplanması; Bağlı kontrol üniteleri sayesinde enerji tasarrufu sağlanır. Kontrolör sistemi yazılımı, aşağıdakileri koordine etmek için cihazlar ve ana bilgisayarda çalışan yazılımları arasındaki etkileşimi yönetir: cihaz numaralandırması ve konfigürasyonu; eşzamanlı veri aktarımları; eşzamansız veri aktarımları; enerji yönetimi; cihaz ve veri yolu yönetimi hakkında bilgi. Mümkün olduğunda USB yazılımı, güç tüketimini yönetmek için Gelişmiş Güç Yönetimi gibi mevcut ana bilgisayar sistemi yazılımını kullanır. 2. IEEE 1394-FireWire veri yolu Resmi olarak IEEE 1394 olarak adlandırılan Yüksek Performanslı Seri Veri Yolu standardı 1995 yılında kabul edildi. Amaç, modern standart paralel veri yollarından daha aşağı olmayan, aynı zamanda maliyeti önemli ölçüde azaltan ve bağlantı kolaylığını artıran (seri arayüze geçiş nedeniyle) bir veri yolu yaratmaktı. Veri yolu tabanlı standart yangın teli, Apple Computer tarafından Macintosh ve PowerMac bilgisayarlarda SCSI'ye düşük maliyetli bir alternatif olarak kullanılır. FireWire adı artık IEEE 1394 uygulamaları için geçerlidir ve kısaltmayla birlikte bulunur. 1394 FireWire'ın Avantajları diğer seri veri yollarından önce: S? Çok işlevlilik: veri yolu, ek ekipman (hub) kullanılmadan 63 cihaza kadar dijital iletişim sağlar. Dijital video kameralar, tarayıcılar, yazıcılar, video konferans kameraları, disk sürücüleri yalnızca bir PC ile değil, birbirleriyle de veri alışverişinde bulunabilir. FireWire, VESA'nın girişimiyle aynı zamanda “ev ağları” için de konumlandırılmıştır. Yüksek değişim oranları ve eş zamanlı iletimler, giriş seviyesinde bile (100 Mbit/s) yayın kalitesinde iki video kanalının (saniyede 30 kare) ve CD kalitesinde stereo ses sinyalinin aynı anda iletilmesine olanak tanır. s§ Düşük bileşen ve kablo maliyeti. Kurulumu ve kullanımı kolaydır. FireWire pnp sistemini genişletir. Cihazlar etkinleştirildiğinde/devre dışı bırakıldığında otomatik olarak tanınır ve yapılandırılır. Veriyolu gücü (1,5 A'ya kadar akım), güç kapalıyken bile kontrol ünitesinin sistemle iletişim kurmasını sağlar. Yalnızca bir PC değil aynı zamanda VCR gibi diğer "akıllı" cihazlar da veri yolunu ve diğer cihazları kontrol edebilir. 2.1. Veri yolu cihazlarının yapısı ve etkileşimi 1394 standardı iki otobüs kategorisini tanımlar: kablolu otobüsler ve çapraz otobüsler. (Arka panel). Altında çapraz lastikler Tipik olarak bir 1394 kablosuna bağlı bir cihazın dahili alt sistemlerini bağlayan paralel arayüzleri ifade eder. Tek bir ana bilgisayar denetleyicisi tarafından kontrol edilen USB'den farklı olarak 1394 standardı, eşler arası cihazların bir ağa bağlanmasına olanak tanır. Bir ağ, köprülerle birbirine bağlanan birçok otobüsten oluşabilir. Aynı veri yolu içerisinde cihazlar, ek cihaz kullanılmadan bağlantı kabloları ile bağlanır. Мосты özel akıllı cihazlardır. PC için FireWire veri yolu arayüz kartı bir PCI 1394 köprüsüdür. Köprüler ayrıca 1394 kablo veri yolundan aygıt çapraz veri yollarına bağlantıları içerir, 16 bit ağ düğüm adreslemesine izin verilir. Her veri yolunda 63 bitlik düğüm kimlik alanıyla adreslenen en fazla 6 cihaz. 10 bitlik veri yolu tanımlayıcı alanı, sistemde farklı türlerdeki veri yollarını birbirine bağlayan 1023'e kadar köprüye izin verir. Kablolu veri yolu düğümlerden ve kablo köprülerinden oluşan bir ağdır. Esnek topoloji, ağaç ve zincir mimarilerini birleştiren ağlar oluşturmanıza olanak tanır (Şekil 7.9). Her düğümün tipik olarak üç eşit konektörü vardır. Aşağıdaki kısıtlamalarla birden fazla cihaz bağlantı seçeneğine izin verilir: herhangi bir düğüm çifti arasında 16'dan fazla kablo parçası olamaz; standart bir kablo bölümünün uzunluğu 4,5 m'yi geçmemelidir; 2. toplam kablo uzunluğu 72 m'yi geçmemelidir (daha kaliteli kablo kullanılması bu sınırlamanın hafifletilmesine olanak tanır). Bazı cihazlarda yalnızca tek bir konektör bulunabilir ve bu da olası yerleştirme seçeneklerini sınırlandırır. Standart, tek bir cihazda 27'ye kadar konektöre izin verir.
Standart, ortak bir blendaj içine alınmış 6 telli bir kablo kullanarak düğümlerin bağlanmasını sağlar. Sinyalleri iletmek için iki bükümlü çift kullanılır (alıcı ve verici için ayrı), cihazlara güç sağlamak için iki kablo kullanılır (8-40 V, 1,5 A'ya kadar). Arayüzün galvanik izolasyonu için transformatörler (500 V'a kadar izolasyon voltajı) veya kapasitörler (ortak kabloya göre 60 V'a kadar izolasyon voltajına sahip ucuz cihazlarda) kullanılır. Şekil 7.10'de konektörlere ilişkin bir fikir verilmiştir. 700. Bazı cihazlarda (Sony DCRVX1000 ve DCR-VX1000 video kameraların yanı sıra DHR-4 DVCR), yalnızca sinyal devrelerini uygulayan yalnızca bir adet daha küçük XNUMX pimli konektör bulunur. Bu cihazlar veri yoluna özel bir adaptör kablosuyla yalnızca uç cihazlar olarak bağlanır (ancak özel adaptör ayırıcılar kullanmak da mümkündür). 1394 standardı, kablo iletimi için üç olası frekansı tanımlar: 98,304, 196,608 ve 393,216 Mbps; bunlar 100, 200 ve 400 Mbps'ye yuvarlanır. Standarttaki frekanslar şu şekilde belirlenmiştir: S100, S200 и S400 sırasıyla. Ev cihazları genellikle destekler S100, çoğu adaptör izin verir S200. Farklı hızlar için tasarlanmış cihazlar aynı veri yoluna bağlanabilir. Değişim, tüm aktif düğümler için minimum hızda gerçekleşecektir. Ancak ana bilgisayar denetleyicisi bir topoloji ve hız haritası uygularsa (Topoloji_Mar и Hız_Haritası), Değişime katılan belirli bir çiftin yeteneklerine uygun olarak, bir veri yolunda birden fazla frekansın kullanılması mümkündür. Sistem, cihazların dinamik (çalışırken) takıp çıkarılmasına olanak sağlar. Bağlanabilir tanımlayıcılar cihazlar kullanıcı müdahalesi olmadan otomatik olarak atanır. Topolojideki değişiklikler (bağlı cihazların bileşimi) veri yolu tarafından otomatik olarak izlenir ve kontrol yazılımına iletilir. IEEE 1394 protokolü 1394 protokolü üç düzeyde uygulanır (Şekil 7.11). İşlem Katmanı paketleri uygulamalara sağlanan verilere dönüştürür ve bunun tersi de geçerlidir. Mikrobilgisayar veri yolları (okuma, yazma, kilitleme) için ISO/IEC 13213:1994 (ANSI/IEEE 1212, 1994 sürümleri), CSR (Kontrol ve Durum Kaydı) mimarilerine uygun bir istek-yanıt protokolü uygular. Bu, 1394 veri yolunun standart paralel veri yollarıyla iletişim kurmasını kolaylaştırır. Bağlantı Katmanı Fiziksel katman verilerinden paketler oluşturur ve ters dönüşümler gerçekleştirir. Düğümlerin onaylarla birlikte datagram alışverişinde bulunmasını sağlar. Katman, paketlerin iletilmesinden ve eş zamanlı aktarımların yönetilmesinden sorumludur. Fiziksel katman Bus sinyallerini üretir ve alır. Herhangi bir zamanda yalnızca bir vericinin çalıştığını varsayarak başlatma ve karar verme sağlar. Katman, veri akışlarını ve seri veri yolu sinyal seviyelerini üst katmana iletir. Fiziksel katman çiplerinin veriyolundan güç aldığı bu seviyeler arasında galvanik izolasyon mümkündür. Güç kaynaklarının koruyucu topraklama kabloları üzerinden oluşabilecek parazit ortak devreleri önlemek için galvanik izolasyon gereklidir. FireWire donanımı tipik olarak iki özel fiziksel katman alıcı-verici yongasından oluşur PHY Alıcı-Verici ve otobüs iletişim köprüsü BAĞLANTI Çipi. Aralarındaki iletişim, örneğin IBM-Apple LINK-PHY arayüzü aracılığıyla mümkündür. İletişim seviyesi mikro devreleri, seviyelerinin tüm fonksiyonlarını ve seviyenin bazı fonksiyonlarını yerine getirir. işlemlerde, işlem katmanının geri kalanı yazılımda yürütülür.
Konektörler Şek. 7.11. Üç katmanlı FireWire yapısı Otobüs yönetimi 1394 protokolü, farklı cihazlar arasındaki iletişimi yönetmek için esnek bir mekanizmaya sahiptir. Bu, veri yolu üzerinde bir PC veya başka bir veri yolu denetleyicisinin bulunmasını gerektirmez. Yönetim üç hizmeti içerir: Döngü Ustası, çerçeve başlangıç yayın paketlerinin gönderilmesi (eşzamanlı değişimler için gereklidir). Eşzamanlı Kaynak Yöneticisi, herhangi bir düğüm eş zamanlı değişimi destekliyorsa (dijital video ve ses için). İsteğe bağlı veri yolu denetleyicisi (Bus Master) bir PC veya düzenleme DVCR'si olabilir. Sıfırlamanın ardından veri yolu yapısı belirlenir, her düğüme fiziksel adresler atanır ve döngü yöneticisi, eş zamanlı kaynak yöneticisi ve veri yolu denetleyicisi kararlaştırılır. Sıfırlamadan bir saniye sonra tüm kaynaklar daha sonra kullanıma hazır hale gelir. Bus'ın temel avantajı kontrolöre gerek olmamasıdır. Herhangi bir verici cihaz, eş zamanlı trafik şeridini alabilir ve otonom veya uzaktan kumandadan gelen bir sinyal üzerinden iletime başlayabilir; alıcı bu bilgiyi "duyacaktır". Bir denetleyici (PC) varsa, ilgili yazılım, örneğin dijital doğrusal olmayan bir video düzenleme stüdyosu uygulayarak cihazların çalışmasını kontrol edebilir. Eşzamanlı veri aktarımı 1394 veri yolunun eşzamanlı aktarımı, birden fazla kanal üzerinden yüksek hızlı iletim için garantili verim ve sınırlı gecikme süresi sağlar. Eşzamanlı kaynak yöneticisi bir kayıt içerir BANT GENİŞLİĞİ^Mevcut, eş zamanlı iletimli düğümler için kalan bant genişliğinin kullanılabilirliğini belirler. Sıfırlamanın ardından, eş zamanlı iletimle yeni ortaya çıkan düğüm, bant genişliği tahsisi ister. Örneğin dijital video, 30 Mbit/s bant genişliği gerektirir (video verileri için 25 Mbit/s ve ses, senkronizasyon ve paket başlıkları için 3-4 Mbit/s). Bant genişliği, 125 ms'lik bir döngüde sayısı 6144 olan özel tahsis birimleriyle ölçülür.Bir birim yaklaşık 20 ns sürer, bu da bir birimin iletilmesi için gereken süreye karşılık gelir. dörtlü (Dörtlü) 1600 Mbps'de. Dörtlü (32 bit kelime) veri yolu üzerindeki veri aktarım birimidir. Döngünün 25 ms'si asenkron trafiğe ayrılmıştır, dolayısıyla sıfırlamadan sonra kaydın başlangıç değeri 4915 birimdir. İÇİNDE S100 dijital video cihazları yaklaşık 1800 adet talep ediyor S200 yaklaşık 900. İlgili bant mevcut değilse, talep eden cihaz, talebi periyodik olarak tekrarlayacaktır. Eşzamanlı kaynak yöneticisi, her eş zamanlı düğüme mevcut kanallar arasından (kayıt) bir kanal numarası (0-63) atar. CHANNELS_AVAILABLE). Eşzamanlı paket tanımlayıcısıdır. Bir düğüm için eş zamanlı değişim gereksiz hale geldiğinde, bant genişliğini ve kanal numarasını serbest bırakması gerekir. Kontrol bilgileri asenkron bir kanal aracılığıyla değiştirilir. 2.2. IEEE 1394 standardına eş anlamlılar ve eklemeler IEEE 1394 veri yolunun birçok takma adı vardır: IEEE 1394-1995 Yüksek Performanslı Seri Veri Yolu Standardı, şu anda yürürlükte olan standardı açıklayan belgenin tam adıdır. FireWire, Apple Computer, Inc.'in IEEE-1394 uygulamasının ticari markasıdır. P1394, IEEE-1394'ün ön sürümünün adıdır (Aralık 1995'te kabul edilmeden önce). DigitalLink, IEEE-1394'ün dijital kameralara uygulanmasıyla bağlantılı olarak kullanılan Sony Corporation'ın ticari markasıdır. MultiMedia Bağlantısı, 1394 Yüksek Performanslı Seri Veri Yolu Ticaret Birliği (1394TA) logosunda kullanılan addır. Apple 1986'dan beri FireWire konseptini geliştirdiğinden, FireWire adı IEEE 1394'ün en yaygın eşanlamlısıdır. Ana IEEE 1394-1995 standardına ek olarak birkaç değişiklik vardır: 1394a, orijinal standarttaki bazı boşlukları dolduran ve küçük değişiklikler (veri yolu üzerinde daha hızlı sıfırlama işlemi gibi) içeren bir temizleme belgesi olarak görülüyor. 1394a ürünleri, ana standardın benimsenmesinden önce piyasaya sürülen cihazlarla geriye dönük olarak uyumludur. Sürüm, hızı 800 Mbit/s ve üstüne çıkarmak için tanıtıldı; yüksek hızlı sürümler de 1394b'ye dahil edildi. 1394.1, 4 telli konnektörü tanımlar ve veri yolu köprüleri için standardı belirler. 1394.2, 1 Gbit/s ve daha yüksek değişim hızına sahip bir istasyon kümesini bağlamak için bir standart olarak tasarlanmıştır, ile uyumsuz 1394. Bu standart, süper hesaplamaya yönelik IEEE 1596 SCI'den (Ölçeklenebilir Tutarlı Arayüz) kaynaklanmaktadır ve bazen şu şekilde adlandırılmaktadır: Seri Ekspres veya SCILite. 1394.2 sinyalleşme arayüzü FCAL'e benzer ve halka topolojisi, 1394 standardı tarafından yasaklanmıştır. 2.3. FireWire ve USB Karşılaştırması Seri arayüzler FireWire ve USB, ortak özelliklere sahip olmalarına rağmen önemli ölçüde farklı teknolojilerdir. Her iki veri yolu da çok sayıda kontrol ünitesinin (USB için 127 ve FireWire için 63) kolay bağlantısını sağlayarak, sistem çalışırken cihazların açılıp kapatılmasına olanak tanır. Her iki otobüsün topolojisi oldukça yakındır. USB hub'ları kontrol merkezinin bir parçasıdır; bunların varlığı kullanıcı tarafından görülmez. Her iki veri yolu da cihaz güç hatlarına sahiptir ancak FireWire'ın güç kapasitesi önemli ölçüde daha yüksektir. Her iki veri yolu da PnP sistemini destekler (otomatik konfigürasyon açık/kapalı) ve adres eksikliği, DMA kanalları ve kesinti sorununu ortadan kaldırır. Bant genişliği ve veri yolu yönetimi farklıdır. USB PC'ye bağlı kontrol ünitelerine odaklanıldı. Eşzamanlı iletimleri yalnızca dijital ses sinyallerinin iletilmesine izin verir. Tüm aktarımlar merkezi olarak kontrol edilir ve PC, veri yolu ağacı yapısının kökünde bulunan gerekli kontrol düğümüdür. Bu veri yolu birden fazla bilgisayarın bağlanmasını desteklemez. FireWire kendisine bağlı herhangi bir cihaz arasındaki yoğun alışverişe odaklanmıştır. Eşzamanlı trafik, "canlı" video aktarmanıza olanak tanır. Veri yolu PC'den merkezi kontrol gerektirmez. Birden fazla bilgisayarı ve kontrol ünitesini yerel bir ağa bağlamak için veri yolunu kullanmak mümkündür. Yeni dijital video ve ses cihazlarında yerleşik 1394 adaptör bulunur.Geleneksel analog ve dijital cihazları (oynatıcılar, kameralar, monitörler) arayüzlerin ve sinyallerin adaptör-dönüştürücüleri aracılığıyla mümkündür. Standart, tekdüze FireWire kabloları ve konektörleri, tüketici elektroniği cihazları ve PC'ler arasındaki birçok farklı bağlantının yerini alır. Farklı türdeki dijital sinyaller tek bir veriyoluna çoğullanır. Ethernet ağlarının aksine, veri akışlarının FireWire üzerinden yüksek hızlı, gerçek zamanlı iletimi, ek protokoller gerektirmez. Ayrıca, belirli bir süre içinde otobüse erişimi garanti eden tahkim olanakları da bulunmaktadır. FireWire ağlarında köprülerin kullanılması, düğüm gruplarının trafiğini birbirinden izole etmenize olanak tanır. 7.3. ACCESS.Bus ve PC arayüzü Seri veri yolu ACCESS.Bus (Aksesuar Veriyolu), DEC tarafından geliştirilen, bir bilgisayar ile monitör (VESA DDC kanalı), akıllı güç kaynakları (Akıllı Pil) vb. aksesuarları arasındaki etkileşim için bir veriyoludur. Veriyolu, iki sinyale ve iki güce izin verir ( 12 V, 500 mA) kablolar 14'e kadar giriş/çıkış cihazını bağlayabilir, veri yolu uzunluğu 8 m'ye ulaşabilir Donanım temeli, uygulama kolaylığı ile karakterize edilen ancak USB ile karşılaştırıldığında bile düşük performansa sahip PC arayüzüdür. ACCESS.Bus için PC donanım protokolünün üzerinde, belirli bağlı cihazların protokollerinin etkileşime girdiği temel bir yazılım protokolü vardır. Protokoller, işletim sistemini yeniden başlatmadan cihazların bağlanmasını/bağlantısının kesilmesini sağlar. VESA tarafından önerilen ACCESS.Bus konnektör sinyallerinin ataması tabloda verilmiştir. 7.3.
Arayüz. К, Philips tarafından geliştirilen, yakın zamanda PC'lerde ortaya çıktı ve kurulu bileşenleri (DIMM bellek modülleri) tanımlamak için kalıcı bellekle iletişim kurmak için anakart üzerinde dahili bir yardımcı veri yolu olarak kullanıldı. Bus, yazılım tarafından çalıştırılan iki sinyal hattından oluşan son derece basit uygulama özelliğiyle öne çıkıyor. Amacına uygun olarak, bu veri yolu şu anda yalnızca BIOS tarafından donanımı belirlerken kullanılmaktadır, ancak yeniden yazılabilir yapılandırma belleğinin kullanılması, yazılımı belirli bir sisteme (daha doğrusu kurulu bir modüle) bağlamak ve... virüsler için yeni fırsatlar açar. . Yazılımın veri yoluna erişim yöntemi henüz standartlaştırılmamıştır, ancak istenirse yonga setinin belgeleri incelenerek "hesaplanabilir".
Seri arayüz FF iki sinyal kullanarak bir çift cihaz arasında çift yönlü veri aktarımı sağlar: SDA (Seri Veri) verileri ve SCL (Seri Saat) senkronizasyonu. Değişime iki cihaz katılıyor lider (Usta) и köle. Her biri şu şekilde hareket edebilir: verici, Bilgi bitlerini SDA hattına yerleştirmek veya alıcı Değişim protokolü Şekil 7.12'de gösterilmektedir. 100. Senkronizasyon ana cihaz denetleyicisi tarafından ayarlanır. Veri hattı, açık kollektör tipi çıkışa sahip çift yönlüdür ve her iki cihaz tarafından dönüşümlü olarak kontrol edilir. Değişim frekansı (sabit olması gerekmez) standart mod için 400 kHz'in üzerinde ve yüksek hızlı mod için XNUMX kHz'in üzerinde sınırlandırılmıştır; bu, arayüz denetleyicisinin yazılım kontrollü bir uygulamasını organize etmeyi mümkün kılar. Herhangi bir çalışma koşulunun başlangıcı Başlama SCL yüksek olduğunda SDA sinyalinin yüksekten düşüğe doğru gitmesiyle tetiklenir. SCL durumu yüksek olduğunda SDA sinyali düşükten yükseğe aktarılarak işlem tamamlanır. Durdurun. Veri iletirken, SDA hattının durumu yalnızca SCL seviyesi düşük olduğunda değişebilir, veri bitleri SCL'nin pozitif kenarı tarafından geçitlenir.Her mesaj, verici tarafından oluşturulan 8 veri bitinden oluşur (önce MSB iletilir), bundan sonra verici bir onay almak için bir saat döngüsü boyunca veri hattını serbest bırakır. Dokuzuncu döngü sırasında alıcı sıfır üretir. Onay biti. Onay bitini ilettikten sonra alıcı, SCL hattını düşük tutarak bir sonraki iletimi geciktirebilir. Alıcı ayrıca verici tarafından oluşturulan düşüşten sonra SCL'yi düşük tutarak veri yolu iletimini bit başına alım seviyesinde yavaşlatabilir. Her bir bağımlı cihazın, varsayılan genişliği 7 bit olan kendi adresi vardır. Adres A[6:0] Master cihaz tarafından ilk baytın [7:1] bitleri halinde iletilir, bit 0, R1U işleminin işaretini içerir (R1/U = 1 okuma, RW=Q -kayıt). 7 bitlik bir adres iki bölümden oluşur: en önemli 4 bit A[6:3] cihaz tipi (örneğin EEPROM 1010 için) ve daha düşük 3 bit hakkında bilgi taşır A[0:2] bu türün cihaz numarasını belirleyin. PC arayüzlü birçok mikro devrede, gerekli adresin mantıksal seviye 1 ve 0'a ayarlandığı üç adres girişi bulunur. Bazı tam adres değerleri ayrılmıştır (Tablo 7.4). Genel çağrı, açılan bir cihazın kendisini yayın şeklinde duyurmasına olanak tanır. Bayt Başlama cihazda yazılımsal (donanımsal değil) bir şekilde düzenlenmişse işlemcinin dikkatini arayüze çekmek için tasarlanmıştır. Bu baytı almadan önce cihazın mikro denetleyicisi durumu sorgulamaz ve arayüz sinyallerini izlemez. 10 bit adresleme kullanıldığında, bitler [2:1] adresin en önemli bölümünü içerir ve düşük 8 bit, eğer RW=0. Slave cihazın adresi ve erişim türü, değişim başlatılırken kontrolör tarafından ayarlanır. Bellek ile değişim Şekil 7.13'de gösterilmektedir. 0. Burada SA[2:0] cihaz adresi, DA[7:0] veri adresi, D[7:0] verisi, W yazma işareti (1), R okuma işareti (XNUMX).
Koşulu yerine getirdikten Başlama, denetleyici, cihaz adresini ve bir çalışma işaretini içeren bir bayt iletir R.W. ve onay bekliyor. Şu tarihte: yazma işlemleri kontrolörden gelen bir sonraki mesaj, yazılan hücrenin 8 bitlik adresi ve ardından bir bayt veri olacaktır (hafıza kapasitesi 256 bayttan fazla olan mikro devreler için hücre adresi iki bayt olarak gönderilir). Onayları aldıktan sonra kontrolör döngüyü şu koşulla sonlandırır: Durmak, ve adreslenen cihaz, arayüz sinyallerine yanıt vermediği dahili yazma döngüsüne başlayabilir. Kontrolör, bir yazma komutu (cihaz adresi baytı) göndererek cihazın hazır olup olmadığını kontrol eder. ve onay bitinin analiz edilmesi, ardından koşulun oluşturulması Durdurun. Eğer cihaz bir onay biti ile cevap veriyorsa bu, iç döngüyü tamamladığı ve bir sonraki işleme hazır olduğu anlamına gelir. Okuma işlemi kayıtla aynı şekilde başlatılır, ancak işaretiyle RW=\. Belirli bir adreste, mevcut adreste veya sıralı olarak okumak mümkündür. Geçerli adres, bağımlı cihazın dahili sayacında saklanır; son işleme katılan hücrenin adresini bir artırılarak içerir. Okuma komutunu aldıktan sonra cihaz bir onay biti verir ve mevcut adrese karşılık gelen bir veri baytı gönderir. Kontrolör bir onay ile yanıt verebilir, ardından cihaz bir sonraki baytı (sıralı okuma) gönderir. Denetleyici alınan bir veri baytına bir koşulla yanıt verirse Durmak, Okuma işlemi tamamlanır (mevcut adreste okuma yapılması durumu). Kontrolör, cihaz adresi baytının ve hücre adresi baytının iletildiği hayali bir yazma işlemiyle okuma için başlangıç adresini ayarlar ve adres baytının alındığı onaylandıktan sonra koşul yeniden oluşturulur. Başlama ve cihaz adresi iletilir, ancak okuma işleminin bir göstergesi bulunur. Rastgele bir hücrenin (veya hücre dizisinin) okunması bu şekilde gerçekleştirilir. Arayüz, kontrolörün bir çift sinyal kullanarak bu veri yoluna bağlı ve benzersiz bir adrese sahip 8 benzer cihazdan herhangi birine erişmesine olanak tanır (Şekil 7.14). Cihaz sayısını artırmanız gerekiyorsa grupları bağlayabilirsiniz. Bu durumda, ya ortak bir SCL sinyalinin ve ayrı SDA sinyallerinin (çift yönlü) ya da ortak bir SDA sinyalinin ve ayrı tek yönlü SCL sinyallerinin kullanılmasına izin verilir. Kendi adresini ayarlamak için pinleri olmayan birkaç mikro devreden (veya cihazdan) birine erişmek için SCL (veya SDA) hat ayrımı da kullanılır. PC protokolü, birden fazla kontrolörün çarpışmaları tespit ederek ve karar vererek aynı veri yolunu paylaşmasına olanak tanır. Bu işlevler oldukça basit bir şekilde uygulanır: Eğer iki verici SDA hattında farklı mantıksal sinyal seviyeleri ayarlamaya çalışırsa, düşük seviyeyi ayarlayan "kazanacaktır". Verici, kontrol ettiği sinyallerin seviyelerini izler ve bir tutarsızlık tespit edilirse (yüksek bir seviye iletir ancak düşük bir seviye "görür") daha fazla iletimi reddeder. Cihaz, yalnızca sinyaller pasif durumdayken alışverişi başlatabilir. Bir çarpışma yalnızca eş zamanlı bir değişim başlatma girişiminde bulunulması durumunda meydana gelebilir; bir çakışma tespit edilir edilmez "kaybeden" verici kapanacak ve "kazanan" verici çalışmaya devam edecektir.
Ek A. IBM PC uyumlu bilgisayarların sistem mühendisliği Burada programların arayüz bağdaştırıcılarıyla etkileşimini ele alıyoruz. PC mimarisi hakkında kısa bilgi verilmektedir. Bellek ve G/Ç alanlarının organizasyonu, kesme sistemi ve doğrudan bellek erişimi anlatılmaktadır. Daha ayrıntılı bilgi "IBM PC Hardware. Encyclopedia" ("Peter", 1998) kitabında bulunabilir. A.1. Bellek alanı PC belleğinin mantıksal yapısı, x86 ailesi işlemcilerin adresleme sistemi tarafından belirlenir. İlk IBM PC modellerinde kullanılan 8086/88 işlemciler 1 MB (adres veriyolunun 20 biti) adres alanına sahipti. 80286 işlemciden başlayarak adres veri yolu 24 bit'e, ardından (386DX, 486, Pentium) 32'ye ve son olarak 36 bit'e (Pentium Pro, Pentium II) genişletildi. DOS'ta kullanılan gerçek işlemci modunda resmi olarak yalnızca 1 MB bellek mevcuttur. Bununla birlikte, 8086 işlemcinin gerçek mod emülasyonundaki bir hata nedeniyle, 80286 ve daha yüksek işlemciler, (64K-16) bayt daha fazla olan maksimum kullanılabilir lOFFEFh adresine sahiptir. lOOOOOh-lOFFEFh alanına denir Yüksek Bellek Alanı (HMA). Gerçek modlu işletim sisteminin bir kısmını ve küçük yerleşik programları içerir. 8086/88 işlemciyle tam uyumluluk için adres veriyolunun A20 hattında bir kapı bulunmaktadır. KapıA20, ya işlemciden gelen sinyali iletir ya da sistem adres veriyolunun A20 hattını zorla sıfırlar. Yayın: cxem.net
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Philips Hue Secure serisi kameralar ve sensörler ▪ Mimioza kullanılarak altın nanopartiküller sentezlendi
▪ Sivil radyo iletişimi sitesinin bölümü. Makale seçimi ▪ makale Fırın su pompalıyor. Ev ustası için ipuçları ▪ makale Filler sürülerinde nasıl yaşar? ayrıntılı cevap ▪ makale Film laminasyon makinelerinde çalışma. İş güvenliğine ilişkin standart talimat ▪ makale Radar dedektörü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri