Київський національний університет імені Тараса Шевченка 9. Основи
36712-av-09.ppt
- Количество слайдов: 49
Київський національний університет імені Тараса Шевченка 9. Основи передачі даних М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] М. Кононов Засоби автоматизації вимірювань
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 2 Загальні принципи передачі цифрового сигналу
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 3 Загальні принципи передачі сигналу на відстань Нагадаємо Розподіл системи на блоки спрощує її створення але вимагає уніфікації (стандартизації) засобів взаємодії між окремими компонетнами
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 4 Архітектура засобів вимірювання Загальні принципи передачі цифрового сигналу Нагадаємо Розподіл інтелектуальності складної системи з одного боку розвантажує супервізор від більш простих операцій і дозволяє застосовувати більш досконалі, надійніші методи роботи з інформацією, з іншого боку потребує більш складної інформаційної взаємодії.
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 5 Інтерфейс (interface — поверхня розділу, перегородка) — сукупність засобів і методів взаємодії між елементами системи Загальні принципи передачі цифрового сигналу Апаратний (фізичний) інтерфейс — сукупність апаратних і конструктивних засобів, необхідних для реалізації взаємодії Програмний (логічний) інтерфейс — сукупність програмних засобів, необхідних для взаємодії різних елементів інформаційних систем, що на потребують спеціального апаратного забезпечення
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 6 Далі розглядатимемо Апаратний інтерфейс Загальні принципи передачі цифрового сигналу Будь-який інтерфейс реалізується як деякий набір ліній передачі з термінальним облад-нанням, для якого визначаються параметри, необхідні для узгодження з лінією та протоколом передачі даних Протокол — порядок дій, необхідних для виконання інформаційного обміну. Часто до цього додають ще формат (внутрішню структуру) даних
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 7 точка-точка багатоточкова Типи з’єднань та топологія Загальні принципи передачі цифрового сигналу шина зірка кільце гратка повнозв’язна змішана
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 8 Лінія передачі Загальні принципи передачі цифрового сигналу B A Джерело сигналу Приймач сигналу Один (і тільки один) з пристроїв обміну даними повинен бути джерелом сигналу, інший (інші) приймачем (приймачами) ! Один (і тільки один) з пристроїв обміну даними повинен бути активним (керуючим) !
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 9 Лінія передачі Загальні принципи передачі цифрового сигналу Термінальні пристрої повинні бути узгоджені з опором лінії передачі Якщо пристрої приєднані не до кінців лінії на її кінціх повинні втановлюватись узгоджувачі опору - термінатори
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 10 симплексний напівдуплексний Режими роботи інтерфейсу Загальні принципи передачі цифрового сигналу дуплексний
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 11 Загальні принципи передачі цифрового сигналу Реалізація симплексного режиму
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 12 Загальні принципи передачі цифрового сигналу Реалізація дуплексного режиму
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 13 Загальні принципи передачі цифрового сигналу Реалізація напівдуплексного режиму
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 14 Потреба стандартизації Загальні принципи передачі цифрового сигналу Основні комітети з стандартизації ISO — Intarnational Organization on Standartization ANSI — American National Standard Institute IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers DIN — Deutsches Institut für Normung
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 15 Принципи сумісності інтерфейсів Загальні принципи передачі цифрового сигналу Логічна або інформаційна сумісність — сукупність ліній та їх призначення Електрична сумісність — узгодження статичних і динамічних параметрів сигналів в лініях (навантажувана спроможність, узгодження логічного рівня) Механічна або конструктивна сумісність — узгодження конструктивних елементів в тому числі розмірів
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 16 Організація послідовного інтерфейсу
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 17 Організація послідовного інтерфейсу Кодування даних Засобом кодування біту є рівень або фронт
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 18 Організація послідовного інтерфейсу Кодування даних
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 19 Організація послідовного інтерфейсу Синхронізація даних У випадку кодування рівнем засобом синхронізації є виділений фронт
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 20 Організація послідовного інтерфейсу Контроль парності
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 21 Організація послідовного інтерфейсу Особливості: Реалізація форматування не тільки на рівні слова, а на рівні пакету Контроль парності реалізується на рівні пакету Пакетна передача
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 22 Організація паралельного інтерфейсу 2
– система провідників-ліній однакового функціонального призначення) Шина 23 Організація паралельного інтерфейсу М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] . . .
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 24 Організація паралельного інтерфейсу Синхронізація стробуваня
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 25 Організація паралельного інтерфейсу DDR Синхронізація
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 26 Організація паралельного інтерфейсу Синхронізація квітування
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 27 Організація паралельного інтерфейсу Синхронізація квітування
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 28 Організація паралельного інтерфейсу Адресація
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 29 – об’єднання шин для виконання певної задачі Магістраль Організація паралельного інтерфейсу
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 30 Організація паралельного інтерфейсу Суміщення функцій (Дані/Адреси/Команди/Стан)
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 31 Організація паралельного інтерфейсу Перехоплення керування . . .
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 32 Організація паралельного інтерфейсу Арбітраж . . . Арбітр магістралі
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 33 Організація паралельного інтерфейсу Арбітраж . . . Арбітр магістралі
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 34 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 35 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів RS-232 Rs-232 - інтерфейс передачі інформації між двома пристроями на відстані до 20 м. Інформація передається по дротах з рівнями сигналів, що відрізняються від стандартних 5В, для забезпечення більшої стійкості до перешкод. Асинхронна передача даних здійснюється зі встановленою швидкістю при синхронізації рівнем сигналу стартового імпульсу
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Приклади реалізації послідовних інтерфейсів Варіанти фізичного з’єднання RS-232 36
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 37 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів Швидкодія, формат даних, забезпечення надійності RS-232
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 38 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів Зручний багатоточковий приладовий інтерфейс послідовного типу RS-485 Як лінію передачі використовує виту пару
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 39 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів Елементи Rs-485 обернено сумісні і взаємозамінні зі своїми двійниками з RS-422, проте драйвери RS-422 не повинні використовуватися в системах на основі RS-485, оскільки вони не можуть відмовитися від управління шиною RS- 485 / RS- 422
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 40 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів Узгоджуючі пристрої
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 41 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів USB
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 42 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів USB
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 43 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів USB 1.0 / 1.1 USB
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 44 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів USB 2.0 USB
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 45 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів USB 3.0 Специфікація USB 3.0 підвищує максимальну швидкість передачі інформації до 4,8 Гбіт/с і струм живлення з 100 мА до 900 мА USB
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 46 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів FireWіre
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 47 Приклади реалізації послідовних інтерфейсів FireWіre
Резюме Неможливо запропонувати універсальний інтерфейс, який би вдовольнив технічним вимогам для усіх можливих випадків М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 48 Сучасна тенденція розвитку інтерфейсів передбачає перехід до послідовного способу передачі даних у випадку довжини лінії більше декількох см Швидкодія інтерфейсу визначається частотними обмеженнями, cпособом кодування даних та синхронізації, кількістю ліній для передачі даних
Завдання на самостійне опрацювання Опрацювання матеріалів лекції. Інтерфейс USB, перспективи використання [3-С. 87-97] М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 49