Последовательные универсальные шины.

Тенденция перехода на последовательные и беспроводные интерфейсы связана с усложнением функциональности интегральных микросхем, а именно со специальным кодированием и декодированием данных, устранением сложных процедур синхронизации каналов, устранением и обнаружение ошибок, оптимизацией маршрутизации, поддержкой режима “горячего” подключения устройств.

Двух- или восьмижильные последовательные интерфейсы используют вместо широких многожильных (до 64 жил) шлейфов и кабелей. Пропускная способность последовательных интерфейсов увеличивается в виду соединения с устройствами по типу “точка-точка” (устройства подключается друг к другу напрямую) вместо использования общей шины, а также в виду появившейся возможности работать на более высоких частотах благодаря ёмкости проводов (маложильные провода снижают индуктивность, помехи и прочие неприятные штуки, привычные для многожильных проводов).

Рабочие частоты параллельных интерфейсов – десятки или сотни МГц, а у последовательных – до десятков ГГц.

Основные достоинства последовательных интерфейсов:

• большая гибкость и функциональность шин

• удобство отладки и использования в виду переноса “центра тяжести” этих технологий на микросхемы

• высокая пропускная способность

• миниатюризация и снижение стоимости монтажа, уменьшение количества контактов и проводов

• возможность горячего подключения

• облегчение арбитража шин и организации прерываний

• лучшая защищённость от помех и надёжность работы

Последовательная шина usb.

Первая и самая распространённая шина USB (Universal Serial Bus) появилась в 1995-ом. Призвана заменить порты COM и LPT. Её особенность в том, что все устройства подключаются к одному разъёму, допускающему установку Plug-and-play (включил – и играешь), которое позволяет производить горячую замену без выключения и перезагрузки операционной системы. Устройства автоматически распознаются и конфигурируются сразу после подключения. USB самостоятельно определяет, какое устройство было подключено, какие нужны драйвера и ресурсы.

Для правильной работы USB требуется операционная система Windows 95 и выше. Одновременно можно подключить до 127 устройств. Каждое устройство. которое подключается на внешнем уровне, может работать в качестве коммутатора (к нему можно подключать ещё устройства). По USB идёт заряд, который может накапливаться в конденсаторах для заряда подключаемого устройства (например, плееров iPod).

Обмен по USB является пакетным, т.е. информация организуется в порции и передаётся по порциям. Самая первая USB позволяла осуществлять передачу со скорость до 12 Мбит/с. В 2001-ом году появилась USB со спецификацией 2.0, которая позволяла передавать уже со скоростью 440 Мбит/с. А новейшая USB 3.0 – ещё больше.

Д/з: о USB 2.0 и 3.0: описание и характеристики,

о стандарте IEEE 1394, а также об интерфейсе FireWire от Apple и его аналогах.

Поддерживается также дополнительный подканал со скоростью обмена данными до полутора Мбит/с для медленных устройств (мышь, клавиатура, модем). Шина реализует как синхронный, так и асинхронный режимы передачи данных. Синхронный режим используется, например, в телеконференциях: когда видео и звук должны идти одновременно. В других случаях передачи данных обычно используется асинхронный режим.

IEEE 1394.

Это цифровой последовательный интерфейс FireWire характеризуется высокой надёжностью и качеством передачи данных. Его протокол поддерживает гарантированную передачу критичной информации (информация является критичной, если она зависит от времени – аудиосигнал, видеосигнал и т.д.), обеспечивая прохождение сигналов в реальном масштабе времени без заметных искажений.

Плюсы технологии:

• подключение большого количества устройств Plug-and-Play в любой конфигурации (до 63 устройств на один порт)

• восьмижильный кабель

• пропускная способность – 100-400 Мбит/с, в будущем ожидается до 1600 Мбит/с

• можно подключать дисковводы, высокоскоростные внешние устройства, например, видеокамеры.