Интерфейс usb

Архитектурой USB предусмотрена топология звезда, т.е. в системе должен быть корневой концентратор, к которому подключаются периферийные концентраторы, а к ним устройства USB.

Периферийные концентраторы могут подключаться друг к другу образуя каскады. К корневому концентратору может подключаться до 127 устройств.

Спецификация USB определяет две части интерфейса:

1. внутреннюю

2. внешнюю

Внутренняя часть делиться на аппаратную (корневой концентратор USB) и программный (драйвера).

Для обеспечения корректной работы все устройства делятся на классы по способу взаимодействия с интерфейсом USB.

Данные по USB передаются в различных форматах. Самый простой способ заключается в передаче потока байтов с маркером, при этом маркер путешествует в направление корневого концентратора от устройства к устройству. А данные передаются при наличии свободной полосы пропускания.

Гарантированность полосы пропускания обеспечивает изохронный канал.

В этом случае опрос изохронных устройств производится с частотой, требуемой для полосы пропускания.

Формат прерывания используется для устройств, работающих в реальном масштабе времени. Опрос таких устройств происходит с фиксированной частотой, а передача данных осуществляется при получении сигнала о произошедшем событии.

Формат управления служит для конфигурирования и управления концентраторами и устройствами.

Подключенное устройство вызывает падение напряжения в цепи. Концентратор направляет запрос и посылает пакет с данными по классе, затем ему присваивается идентификационный номер, далее происходит загрузка драйвера и тем самым окончание отношения.

Вопрос №7 Конструктивное исполнение шин, особенности использования, режимы работы ieee 1394, i2o.

IEEE 1394 (Fire Wire)

Спецификация интерфейса предусматривает последовательную передачу данных со скоростями 100,200,400,800,1600 Мб/с.

Топология интерфейса древовидная при этом система адресации обеспечивает подключение до 63 устройств в одной сети. Для связи между сетями существуют мосты, для объединения ветвей в один узел – концентраторы. Повторители служат для усиления сигнала при длине соединения более 4 метров. Всего может быть связано до 1024 сетей по 63 устройства в каждом. Провод питания рассчитан на 40В и до 1,5А.

Если устройство имеет собственное питание, применяется гальваническая развязка с интерфейсным кабелем (отсутствие связи между двумя цепями).

Спецификация интерфейса описывает два типа передачи:

1. синхронный

2. асинхронный

Временная диаграмма интерфейса разбита на фреймы продолжительностью 125 мкс, которые задаются внешними сигналами.

Внутри фреймов данные размещаются в соответствии с правилами арбитража. Начальная часть фрейма отведена для передачи изохронных данных. Устройство, которому необходима постоянная полоса пропускания самостоятельно запрашивает и занимает необходимую изохронную часть фрейма. Асинхронные данные занимают оставшуюся часть времени. Их пакет включает:

1. адрес приемника

2. адрес передатчика

3. адрес данных.

Передача прекращается после получения подтверждения приема.

Автоматическая конфигурация интерфейса происходит после включения питания, от соединения или подключения устройства.При извлечении конфигурации подается сигнал сброса и производится новая идентификация дерева. Затем происходит фаза идентификации устройств с выделением номеров и каналов, затем продолжается обычная работа со стандартными фреймами.Протокол интерфейса реализует три нижних уровня эталонной модели OSI: физический канальный сетевойСуществует менеджер шины, которому доступны все три уровня:

1. на физическом уровне обеспечиваются механические и электрические соединения.

   0. на канальном обеспечивается надежная передача данных, через физический канал осуществляется обслуживание двух типов доставки пакетов: синхронного

   1. асинхронного

2. на сетевом уровне поддерживается асинхронный протокол записи, чтения и блокировки команд, обеспечивает передачу данных. Блокировка объединяет функции команд записи и чтения, производит маршрутизацию данных между получателем и отправителем в обоих направлениях.

Вопрос №8 Конструктивное исполнение шин, особенности использования, режимы работы Hyper Transport, ACPI.

Hyper Transport

Высокоскоростной интерфейс ввода/вывода, предназначен для использования в компьютерных системах в качестве внутренней шины.

Устройства/функции	Особенности технологии
Тип	Асинхронный, двойной, двунаправленный
Ширина канала	2, 4, 8, 16, 32 бит
Передача данных	Пакетная, длина пакета 32 бита, адреса, команда, данные в данном пакете
Полоса пропускания	От 100 до 6400 Мб/с в каждом направлении
Уровень сигнала	1, 2В на дифференциальной линии
Физическая частота	До 800 МГц
Эквивалентная частота	До 1,6 ГГц
Совместимость	ACPI, Plug-and-Play, поддержка мультипр систем.

Интерфейс организован на различных уровнях:

1. на физическом уровне представлен линиями данных, управления, тактовыми а также контроллерами и стандартными электрическими сигналами.

2. на уровне передачи данных определяется порядок инициализации и конфигурировании устройств. Установление и прекращение сигнала связи циклического контроля данных выделение пакетов для передачи данных.

3. на уровне протокола определены команды для выделения виртуальных каналов связи, правильным управлением потока данных.

4. на уровне транзакции команды протокола преобразованы в управляемые сигналы. Например, чтения или записи.

5. на уровне сессии определены правила управления энергопотребления и прочие команды общего характера.

Физические устройства в рамках интерфейса делятся на два типа:

- топология «цепочка»

- топология «дерево»

CAVE – оконечное устройство на двунаправленном канале связи

TUNNEL – устройство на двунаправленном канале связи, но не мост

BRIDGE – устройство на двунаправленных каналах связи, один из которых считается главным и связывает устройство с контроллером шины, а другие соединяют с другими устройствами.

Физическая организация интерфейса предусмотрена маштубируемость в зависимости от решающихся задач.

Минимальная конфигурация – 24 вывода.

Максимальная конфигурация – 197 вывода.

Физически технология интерфейса базируется на дифференциальных линиях с уровнем сигнала 1, 2В, что позволяет иметь длину шины примерно 61 см при пропускной способности по 1 линии до 800 Мбит/с