فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:90
فهرست مطالب :
بررسی PCI Bus
مقدمه
ISA Bus
EISA Bus
Micro Channel Bus
VL Bus
مشخصات کلی PCI :
اتصال پر سرعت به CPU .
نسخ گوناگون PCI BUS:
PCI Express X16
AGP
انواع AGP
وضعیت گذرگاهها قبل از AGP
Mini PCI :
بررسی سیگنالهای باس PCI
سیگنالهای الحاقی ۶۴ بیت
Universal Serial Bus(USB)
معرفی (Universal Serial Bus) USB
تعریف پورت :
تاریخچه
مشخصات نسخه های USB
مزایا پورت USB
ح) حمایت های سیستم عامل:
معایب پورت USB
بررسی عملکرد USB
حداقل نیازهای PC
– قسمتهای تشکیل دهنده USB
بررسی وظایف میزبان در یک ارتباط USB
خطایابی
فراهم کردن تغذیه روی Bus
پاسخ دادن به درخواست های استاندارد
چک کردن خطا
مدیریت تغذیه
سیگنال ها و رمز گذاریها
حالتهای باس
حالتهای باس سرعت پایین و بالا
دیفرانسیلی ۱ و دیفرانسیلی صفر
هر دو صفر (Single-Ended Zero)
هر دو یک (Single-Ended one)
حالتهای داده K , J
بیکار
بازگشت
شروع پاکت
پایان پاکت
حالت قطع
اتصال
حالت ریست
حالتهای باس سرعت خیلی بالا
حالتهای j , k سرعت خیلی بالا
چیرپ j و چیرپ K
خطای سرعت خیلی بالا
بیکاری سرعت خیلی بالا
شروع پاکت سرعت خیلی بالا
پاکت پایان سرعت خیلی بالا
قطع سرعت خیلی بالا
رمزگذاری داده
همه سنکرون باقی ماندن
بیت استاف
فیلد SYNC
انتهای پاکت
دقت زمانبندی
قالب بندی پاکت
فیلد SYNC
فیلد مشخصه پاکت
فیلد آدرس
فیلد اندپوینت
فیلد داده
فیلد CRC
تأخیر بین پاکتها
مدهای تست
ورود و خروج مدهای تست
مدها
مقدار : h01 .
مقدار : h02 .
مقدار : h03 .
مقدار : h04 .
مقدار : h05 .
مقادیر دیگر
واسط الکتریکی
قطعه های کابل
فرستنده گیرنده های سرعت بالا و پایین
تفاوتهای سرعت بالا و پایین
مدارها
فرستنده گیرنده های سرعت خیلی بالا
چرا ۴۸۰ مگابایت در هر ثانیه
مدارها
سوئیچ در سرعتها
تشخیص قطع شدن یک دستگاه سرعت خیلی بالا
بیکاری و بازگشت در سرعت خیلی بالا
ولتاژهای سیگنال
سرعتهای بالا و پایین
سرعت خیلی بالا
کابل ها
رساناها
کانکتورها
کابل های قابل انفصال و غیر قابل انفصال
طول کابل ها
اطمینان از کیفیت سیگنال
منابع نویز
خطهای بالانس شده
شیلد کردن
نرخهای لبه
ایزولاسیون
ارائه روش کار
مدار ارائه شده :
منابع:
چکیده:
بررسی PCI Bus
مقدمه
شبکه ای از سیمها که ارتباط بین میکروپرسسور و دستگاههای جانبی را برقرار میکنند و آنها را به هم می پیوندند BUS نامیده می شود .
باسهای استاندارد :
- EISA , ISA
- Micro Channel
- PCI , VESA Local Bus
ابتدا به اختصار توضیحی چند در مورد هر یک می آوریم:
ISA Bus
کلیه اتفاقاتی که در باس ISA انجام میشود با سیگنال کلاک 8 مگاهرتز انجام می شود در اینصورت انجام جابجایی دیتا حداقل دو سیکل از باس کلاک طول میکشد . این معادل 165/4 میلیون جابجایی در ثانیه است . از آنجائیکه data Path در ISA Bus فقط 16 بیت پهنا دارد ، ماکزیمم 2 بایت در هر ارتباط میتواند انتقال داده شود . این معادل ماکزیمم سرعت انتقال نظری 33/8 مگابایت در ثانیه است .
EISA Bus
همانند ISA Bus ، کلیه اتفاقاتی که در EISA Bus انجام میگیرد با سیگنال ، کلاک 8 مگاهرتز بهتر انجام می شود . در این حال یک جابجایی دیتا حداقل یک سیکل از باس کلاک طول میکشد . این معادل 33/8 میلیون جابجایی در ثانیه است .
با توجه به اینکه پهنای data path در EISA 32 بیت است ، در هر ارتباط حداکثر چهار بایت میتواند منتقل شود . که این معادل سرعت انتقال نظری 33 مگابایت در ثانیه است .
Micro Channel Bus
امروزه ماکزیمم سرعت انتقال قابل دستیابی روی Micro Channel ، 40 مگابایت در ثانیه است . این بر اساس سرعت باس 10 مگاهرتز است ، در صورتی که یک جابجایی دیتا در هر سیکل از کلاک 10 مگاهرتز اتفاق بیفتد . ( 10 میلیون جابجایی در هر ثانیه ، چهار بایت در هر جابجایی) . در صورت استفاده از سرعت بیش از 80 و 160 مگابایت در ثانیه ممکن میباشد .
از میکروپرسسور 80286 به بعد سرعت بیش از 8 MHZ که سرعت باس بود، بوجود آمد . (مثلأ نرم افزاری مانند Microsoft windows) . همانطور که ماشینهای سریعتر احتیاج به جاده های بهتری دارند ، CPU ای سریعتر نیز نیاز به باسهایی با سرعت بیشتر دارند . برای دستیابی به سیستمی که دارای سرعت باس و سرعت CPU یکسان باشد ، Local Bus ها بوجود آمدند .
باس PCI یکی از انواع Local Bus ها میباشد .
PCI مخفف Peripheral Component Interconnect میباشد .
برخی از خصوصیات PCI عبارتند از :
1- حداکثر سرعت MHZ33
2- دارای مسیر دیتای 32 و 64 بیت
3- انتقال دیتا به روش Burst Mode
4- سازگار با MCA , EISA , ISA
VL Bus
(VESA Local Bus) VL Bus از جمله Local Bus ها میباشد .
دارای خصوصیات زیر است .
1- Version 1 ، باس 32 بیتی
Version 2 ، باس 64 بیتی (در دست ساخت)
2- حداکثر فرکانس کلاک 33 مگاهرتز و 3 شیار(slot) توسعه
حداکثر فرکانس کلاک 40 مگاهرتز و 2 شیار توسعه
حداکثر فرکانس کلاک 50 مگاهرتز و 1 شیار توسعه
PCI مخفف Peripheral Component Interface است و توسط شرکت Intel در سال 1992 ارائه گردید. در واقع ایده PCI به این دلیل از طرف شرکت Intel عرضه شد، که از معرفی باس های متفاوتی که بنا به نیازهای گوناگونی لازم می شوند، جلوگیری گردد. PCI دارای ویژگی های مخصوص به خود است و هیچگونه وابستگی خاصی به پردازنده سیستم ندارد، حتی از این استاندارد در جاهایی غیر از کامپیوترهای شخصی می توان استفاده نمود، کما اینکه نگارشی از آن با عنوان Compact PCI در محیط های صنعتی و در مصارف ارتباطی استفاده می شود. در ذیل نگاه کوتاهی به باس PCI و خصوصیات آن خواهیم انداخت.
باس PCI یک باس مشترک است. این مطلب بدین معنا است که باس اطلاعات (Data Bus) و باس آدرس روی آن مشترک هستند و باس های جداگانه ای به این منظور نداریم. در نگاه اول ممکن است این موضوع نقطه ضعفی برای این باس یه حساب آید ولی ویژگی دیگر این باس که انتقال اطلاعات به صورت burst است آن را جبران می کند. در توضیح انتقال اطلاعات روی این باس این مساله را به صورت دقیق تر خواهیم دید.
باس PCI از طریق یک Bridge از باس به پردازنده مرکزی و حافظه متصل شده است در حقیقت به دلیل عدم یکسان بودن ویژگی های PCI و پردازنده ها در حالت های مختلف، وجود یک جزء که در اینجا همان Bridge است برای ایجاد ارتباط بین پردازنده مرکزی در کامپیوتر و اجزای موجود بر روی باس PCI الزامی است. در مادربردهای امروزی این Bridge همان Chipset موجود بر روی مادربردها است، به هر کدام از اجزایی که بر روی باس PCI هستند یک Agent گفته می شود.
برای انجام تبادل اطلاعات یکی از Agent های روی باس باید این تبادل اطلاعات را با یکی دیگر از اجزای روی باس آغاز کند، به Agent ای که انتقال اطلاعات را آغاز می کند Master Initiator گفته می شود و به Agent ای که به درخواست یک Master پاسخ می دهد Slave Target می گویند. هر جزیی روی باس PCI به دلایلی که ذکر آن فراتر از حوصله این اوراق است باید Target باشد. بعضی از اجزا ممکن است بتوانند Master شوند، به عبارت دیگر Master بودن اجزا در باس PCI اختیاری است. البته توجه به این نکته خالی از لطف نیست که اگر یک باس PCI هیچ جزء Master نداشته باشد، هیچ انتقال اطلاعاتی روی آن صورت نخواهد گرفت. به هنگام آغاز یک تبادل اطلاعات Transaction یک Master باس را در اختیار می گیرد، تبادل اطلاعات بین Master و Target مورد نظرش انجام می شود و در آخر Master باس را برای استفاده های بعدی آزاد می کند.
برای ساخت یک کارت PCI چندین روش وجود دارد. یکی استفاده از آی سی های ASIC که قیمت بسیار بالایی دارند و انعطاف پذیری لازم جهت ساخت هر نوع کارتی را ندارند و ضمنا حصول نتیجه با آنها به موارد کاربردی محدودی منجر می شود. و دوم خرید PCI CORE می باشد. این Core ها معمولا به صورت IP وجود دارند و به صورت بسته در اختیار قرار می گیرند. خرید سورس PCI Core نیز قیمت بسیار گرانی در حدود 20.000 دلار دارد و عموما نیاز به یک دوره آموزشی برای فراگیری نحوه بکارگیری آن است اما این حسن را دارد که علاوه بر انعطاف پذیری های لازم که در اختیار استفاده کننده قرار می دهد می تواند با استفاده از IC های ارزان قیمت نظیر Spartanll Xilinx پیاده سازی شود. ضمنا باید توجه داشت که نوشتن driver و کارکردن تحت سیستم عامل های Windows XP-2000 تکمیل کننده کار برای ساخت یک کارت اسلات PCI و بکارگیری نرم افزارهای پشتیبان می باشد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:69
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
مقدمه................................................................................................................................1
سرآغاز..............................................................................................................................2
کاربرد راحت.....................................................................................................................4
- یک رابط برای همه دستگاهها .........................................................................4
- پیکربندی خودکار.............................................................................................4
- به دور از تنظیمات کاربر...................................................................................4
- آزاد کردن منابع سخت افزاری برای وسایل جانبی ........................................4
- سادگی کابل......................................................................................................5
- Hot pluggable..............................................................................................5
- عدم احتیاج به منبع تغذیه..............................................................................5
سرعت..............................................................................................................................6
قابلیت اطمینان................................................................................................................7
قیمت پایین......................................................................................................................7
صرفهجویی در مصرف انرژی...........................................................................................7
قابلیت انعطاف..................................................................................................................8
پشتیبانی توسط سیستم عامل........................................................................................9
پشتیبانی وسیله جانبی..................................................................................................10
مجمع ابزار آلات USB...................................................................................................11
این پورت کامل نیست....................................................................................................12
- از دید کاربران.................................................................................................12
- پشتیبانی نشدن توسط سخت افزارهای قدیمی............................................12
- محدودیت سرعت...........................................................................................13
- محدودیت فاصله.............................................................................................14
- ارتباطات نظیر به نظیر....................................................................................14
- تولیدات شکلدار............................................................................................14
- از دید ارتقاء دهندگان....................................................................................15
- پیچیدگی پروتکل...........................................................................................15
- پشتیبانی در سیستم عامل............................................................................15
- گیرهای سخت افزاری.....................................................................................16
- مبالغ................................................................................................................16
USB در برابر IEEE _ 1394.....................................................................................17
حداقل نیازهای کامپیوتر................................................................................................17
- کنترل کننده میزبان.......................................................................................18
- سیستم عامل..................................................................................................18
- اجزا..................................................................................................................18
- اجزای یک اتصال............................................................................................19
- تجهیزات لازم برای ارتقاء...............................................................................20
- انتخاب تراشه..................................................................................................21
اجزای یک کنترلر USB....................................................................................21
- پورت USB ....................................................................................................22
- بافرهای داده USB ........................................................................................22
- CPU..............................................................................................................23
- حافظه برنامه...................................................................................................24
- حافظه داده ....................................................................................................26
- رجیسترها.......................................................................................................26
- I/O های دیگر................................................................................................26
- ویژگیهای دیگر..............................................................................................27
ساده سازی پروسه ارتقاء..............................................................................................27
- انتخاب معماری...............................................................................................27
- تراشههایی که از ابتدا برای USB طراحی شدهاند......................................28
- تراشههایی بر اساس خانوادههای آشنا.........................................................28
- تراشههایی که به میکرو کنترلرهای خارجی متصل میگردند......................29
- مرجع خصوصیات تراشه................................................................................30
- برنامه تراشه نمونه..........................................................................................30
- انتخاب راه انداز..............................................................................................30
- ابزارهای اشکالزدایی.....................................................................................31
- بردهای ارتقا از فروشندگان تراشه................................................................31
- بردهای از منابع دیگر.....................................................................................32
- نیازمندیهای پروژه.........................................................................................33
نگاهی به بعضی از تراشهها...........................................................................................35
- EnCore محصول شرکت سیپرس...............................................................35
- معماری CPU................................................................................................35
- کنترلر USB..................................................................................................36
- EZ _ USB شرکت سیپرس........................................................................37
- معماری CPU................................................................................................37
- کنترلر USB..................................................................................................38
PCI 16C7X5 شرکت میکروچیپ ............................................................................42
- معماری............................................................................................................42
- کنترلر USB...................................................................................................42
NET 2888 شرکت نت چیپ
- کنترلر USB
USB 9603 شرکت National Semiconductor.....................................................44
- کنترلر USB...................................................................................................46
PDIUSBD 11/1 محصول فیلیپس...........................................................................46
- معماری...........................................................................................................46
- کنترلرهای USB...........................................................................................47
Strong ARM اینتل...................................................................................................47
- کلاسهای دستگاهها.......................................................................................48
- استفاده از کلاسها..........................................................................................48
- اجزای یک مربع خصوصیات کلاس................................................................49
- کلاسهای تعریف شده.....................................................................................50
- مطابقت یک دستگاه با یک کلاس ................................................................52
- وسایل جانبی استاندارد.................................................................................52
- صفحه کلید ، ماوس و دسته بازی .................................................................52
- دستگاههای انبارش تودهای..........................................................................53
- چاپگرها.........................................................................................................55
- دوربینها و اسکنرها .......................................................................................55
- برنامههای صوتی............................................................................................56
- مودمها...........................................................................................................57
- کاربردهای غیر استاندارد..............................................................................57
- دستگاههایی که دادهها را با یک سرعت کم منتقل میکنند......................58
- به روز رسانی دستگاههای RS _ 232..........................................................59
- دستگاههای مراکز فروش...............................................................................60
- جایگزینی دستگاههای با پورت موازی غیر استاندارد..................................61
- ارتباطهای کامپیوتر به کامپیوتر....................................................................63
- پیوندهای بیسیم...........................................................................................63
مقدمه:
USB یک مدار واسطه سریع و قابل انعطاف برای اتصال دستگاهها به کامپیوتر است. همة کامپیوترهای امروزی حداقل یک جفت پورت USB داند. این پورت قابل استفاده توسط تمام ابزارهای جانبی استاندارد از جمله صفحه کلید، ماوس، دیسکگردانها و حتی دستگاههای تخصصیتر، میباشد. USB از ابتدا به منظور ایجاد رابطی راحت و آسان طراحی گردیده است که در آن کاربر نیاز به پیکربندیهای سختافزاری و نرمافزاری ندارد.
به طور خلاصه، USB با مدارهای واسط قبلی بسیار متفاوت است. یک دستگاه USB قادر است که چهار نوع پاسخ دهد که به وسیلة آنها کامپیوتر، دستگاه را شناخته و آماده تبادل داده با آن میشود. همة دستگاهها باید بر روی کامپیوتر دارای راهاندازی باشند که به عنوان پلی بین برنامة کاربردی و سخت افزار USB عمل میکند.
برای ارتقا و ساخت یک دستگاه USB و طراحی نرمافرهای ارتباط با آن، شما باید اطلاعاتی دربارة چگونگی نحوة کار سیستم عامل کامپیوتر داشته باشید. همچنین باید تراشة کنترلی، کلاس و روشهای ارتقا پروژهتان را معین کنید.
ü سرآغاز
مطالعه در زمینه سخت افزارهای کامپیوتری معمولاً مستلزم داشتن اطلاعات قبلی در این زمینه است. هر نوآوری در این صنعت باید قابل تطبیق با پدیدههایی باشد که قبل از آن آمدهاند. این مسئله هم در مورد کامپیوترها و هم در مورد وسایل جانبی آنها صدق میکند. حتی وسایل جانبیای که به نوبة خود انقلابی را در زمینه سختافزار ایجاد کردهاند، باید از رابطهایی استفاده کنند که کامپیوترها از آنها پشتیبانی کنند.
اما اگر امکان طراحی یک رابط وسایل جانبی را داشته باشید، چه نکات و خصوصیاتی را مد نظر قرار خواهید داد. در اینجا فهرستی از آنچه که ممکن است مورد نظر شما باشد آورده شده است:
کاربرد راحت: به گونهای که نیازی به آشنایی با جزئیات نصب نخواهیم داشت.
سرعت: به گونهای که رابط باعث پایین آمدن سرعت ارتباط نشود.
قابلیت اطمینان: به گونهای که خطاها کاهش یابد و امکان اصلاح خودکار خطاهایی که اتفاق میافتد وجود داشته باشد.
قابلیت تطبیق: به گونهای که انواع مختلفی از وسایل جانبی بتوانند از این رابط استفاده کنند.
ارزانقیمت: به گونهای که کاربران (و کارخانههایی که از این رابط برای تولیدات خود بهره میبرند) متحمل هزینه زیادی نشوند.
صرفه جویی در مصرف انرژی: به منظور کاهش مصرف باتری در کامپیوترهای قابل حمل.
شناخته شده توسط سیستم عاملها: به گونهای که ارتقادهندگانی که از این رابط برای ارتباط با وسیله جانبی خود استفاده میکنند مجبور به نوشتن راه اندازهایی نزدیک به زبان ماشین نباشند.
خبر خوب آنکه شما مجبور به ایجاد این رابط ایدهآل نیستید چون طراحان (USB) این کار را برای شما انجام دادهاند. طراحی USB از ابتدا بر این اساس بوده که بتواند رابطی باشد آسان، با توانایی ارتباط مؤثر با همة انواع وسایل جانبی و به دور از محدودیتهایی که در رابطهای کنونی وجود دارد.
همه کامپیوترهای جدید دارای یک جفت پورت USB هستند که به منظور ارتباط با صفحه کلید ، ماوس، اسکنر، چاپگر و یا هر نوع سخت افزار استاندارد دیگر ایجاد شدهاند، هابهای ارزانقیمت موجود این امکان را فراهم میکند که به هر تعداد که مایل باشید وسیله جانبی USB را به این دو پورت متصل کنید.
این اهداف بزرگ USB باعث شد که ارتقادهندگان، یعنی کسانی که وسایل جانبی USB را طراحی و برنامه ریزی میکنند، با مشکلاتی رو به رو شوند. یک نتیجه از کاربرد راحت این رابط پیچیده شدن آن نسبت به رابطهای قدیمیتر بود. به علاوه کارکردن با رابطی که هنوز عمری از طراحی آن نگذشته، فقط با این دلیل که جدید است طراحان را با سختیهایی رو به رو کرد. هنگامی که USB برای اولینبار روی کامپیوترها قرار گرفت، ویندوز هنوز دارای راهانداز برای همة انواع وسایل جانبی USB متعارف، نشده بود. از طرفی آنالیز کنندههای پروتکل و ابزارةای ارتقا هنوز طراحی نشده بودند، بنابراین انتخاب USB به عنوان رابط مناسب دچار محدودیت میشد. مشکلاتی شبیه به این امروزه دیگر وجود ندارند و مزایای استفاده از USB در کنار متعدد شدن میکروکنترلرها و ابزارها ارتقا و تواناییهای سیستمهای عامل افزایش یافته است. این کتاب به شما نشان خواهد داد که چگونه میتوانید یک وسیله جانبی USB را به آسانی و سرعت و با استفاده از بهترین وسایلی که هم اکنون وجود دارد طراحی کنید و راه بیندازید.
این فصل شامل مطالبی از جمله شرح ویژگیهای از USB، مزایا و اشکالات آن، همچنین مسائلی که در طراحی و برنامهریزی وسایل جانبی USB پیش میآید و مختصری از تاریخچه رابطها خواهد بود.
ü کاربرد راحت
بزرگترین هدف از طراحی USB، ایجاد رابطی با کاربری راحت بوده است و حاصل آن رابطی است که به علتهای زیادی استفاده از آن مقبول واقع شده است.
یک رابط برای همة دستگاهها ـ USB میتواند برای ارتباط با همه نوع وسیلة جانبی مورد استفاده قرار گیرد به جای داشتن کانکتورهای مختلف و سختافزارهایی که فقط یک نوع وسیله جانبی را پشتیبانی کنند، از یک رابط برای همة وسایل جانبی استفاده میکنیم.
پیکربندی خودکار ـ هنگامی که کاربر وسیله جانبی USB را به سیستم خود متصل میکند، ویندوز به طور خودکار آن را پیدا کرده و راهآنداز مربوط به آن را بارگذاری میکند. هنگامی که برای اولین بار یک وسیله را به کامپیوترمان متصل میکنیم، ممکن است ویندوز به ما پیغام دهد که دیسکتی که شامل راهانداز آن دستگاه میباشد را درون دستگاه قرار دهیم، اما در بقیه مواقع، نصب به صورت خودکار انجام میشود و ما مجبور نیستم که برنامه setup را اجرا کنیم و یا کامپیوتر را برای استفاده از آن وسیله جانبی restart کنیم.
به دور از تنظیمات کاربر ـ وسایل جانبی USB امکان تنظیماتی از قبیل آدرس پورتها و یا خطوط در خواست وقفه (IRQ) را به کاربر نمیدهند. تعداد خطوط IRQ در یک کامپیوتر محدود است و عدم اجبار به تخصیص یک خط به وسیله جانبی خاص، خود میتواند یک دلیل کافی برای استفاده از USB باشد.
آزادکردن منابع سختافزاری برای وسایل جانبی دیگر ـ استفاده از USB این امکان را فراهم میکند که خطوط IRQ برای دیگر وسایل جانبی که نیاز به استفاده از آن دارند، آزاد شود. در کامپیوتر یک سری از آدرس پورتها و یک خط IRQ برای رابط USB اختصاص داده میشود اما در عوض، هر وسیله جانبی که از رابط USB استفاده میکند دیگر احتیاج به منبع سختافزاری اضافی نخواهد داشت. توجه کنید که، هر وسیله جانبی غیر از USB نیاز به یک آدرس پورت و معمولاً یک خط IRQ و احیاناً یک کارت توسعه دهنده دارد (به عنوان مثال برای پورت موازی)
اتصال راحت ـ برای استفاده از USB احتیاجی به بازکردن کامپیوتر برای اضافهکردن کارتهای توسعه دهنده نیست. هر کامپیوتر حداقل دارای دو پورت USB است که شما میتوانید تعداد آنها را با متصل کردن هابها پورتهای موجود تا تعداد دلخواه افزایش دهید. هر هاب دارای تعدادی پورت برای متصل کردن وسیله جانبی و یا هابهای دیگر میباشد.
سادگی کابل ـ کانکتورهای کابل USB طوری ساخته شدهاند که اتصال اشتباه آنها امکان نیست. کابلها میتوانند تا ۵ متر طول داشته باشند و یا حتی از طریق هابها دستگاهها میتوانند تا ۳۰ متر از کامپیوتر فاصله بگیرند. شکل ۱ـ۱ کانکتورهای USB را نشان میدهد که در کنار کانکتورهای پورت ۲۳۲ – RS و پورت موازی دیده میشوند و دیده میشود که در مقابل آنها چقدر کوچک و ظرفیت میباشد. برای اطمینان از عملکرد صحیح، کابلها در مرجع خصوصیات USB ویژگیهایی که باید کابلها و کانکتورها داشته باشند، آمده است.
HOT pluggable ـ شما میتوانید بدون توجه با اینکه سیستم روشن است یا خاموش، وسیله جانبی خود را هر زمان که بخواهید به سیستم خود وصل یا از آن قطع کنید با اطمینان از اینکه به کامپیوتر یا ابزار جانبی شما صدمهای وارد نمیشود. سیستم عامل هم هنگامی که شما وسیله جانبی را وصل میکنید، به طور خودکار آن را پیداکرده و آماده استفاده مینماید.
عدم احتیاج به منبع تعذیه ( بیشتر مواقع) ـ رابط USB شامل سیمهای زمین و تغذیه نیز میباشد که V 5+ را از طریق کامپیوتر و یا هاب به دستگاه میدهند . وسایل جانبی که حداکثر به mA 500 جریان نیاز دارند ، میتوانند از این سیم، جریان مورد نظر خود را بکشند بدون آنکه به منبع تغذیه مجزا نیاز داشته باشند. سایر وسایل جانبی باید از منبع تغذیه خارجی برای تأمین تغذیه استفاده کنند.
ü سرعت
USB سه سرعت متفاوت را برای باس پشتیبانی میکند؛ سرعت خیلی بالا با ۴۸۰ مگابایت در هر ثانیه ، سرعت بالا با ۱۲ مگابایت در هر ثانیه و سرعت پایین با ۵/۱ مگابایت در هر ثانیه . همة کامپیوترها سرعتهای پایین و بالا را پشتیبانی میکنند. سرعت خیلی بالا در نسخه ـ ۰/۲ مرجع USB اضافه شده است و به سختافزار سازگار با USB نسخه ۰/۲ در روی مادربرد یا کارت توسعه دهنده احتیاج دارد.
این سرعتها، سرعت انتقال بیت روی باس است و نرخ انتقال داده مفید کمتر از این حد میباشد علاوه بر داده ، باس باید اطلاعات دیگری از قبیل بیتهای وضعیت ، کنترل و سیگنالهای بررسی خطا را نیز عبور دهد. به علاوه ممکن است چندین وسیلة جانبی از یک باس مشترک استفاده کنند. ماکزیمم نرخ تئوری برای انتقال سیگنال حدود ۵۳ مگابایت در هر ثانیه برای سرعت خیلی بالا و حدود ۲/۱ مگابایت در هر ثانیه برای سرعت بالا و ۸۰۰ بایت در هر ثانیه برای سرعت پایین است.
حال چرا سه سرعت؟ سرعت پایین به دو هدف ایجاد شد. وسایل جانبی با سرعت پایین معمولاً میتوانند خیلی ارزانتر عرضه شوند و از طرفی برای ماوس و وسایلی که احتیاج به کابلهای قابل انعطاف دارند کابلهای سرعت پایین میتوانند خیلی قابل انعطافتر ساخته شوند به این دلیل که احتیاج به شیلد کردن زیاد نخواهند داشت.
سرعت بالا نزدیک و قابل انطباق با سرعت پورتهای سریال و موازی است و میتواند به جای آنها قرار گیرد.
بعد از نسخه ۰/۱ USB معلوم شد که رابطی، با سرعت بیشتر میتواند مفید باشد. تحقیقات نشان داد که افزایش سرعت تا ۴۰ برابر امکان پذیر است به طوری که اساس رابط همانند رابطهای سرعتهای پایین و بالا باقی بماند و به این ترتیب سرعت خیلی بالا در USB نسخه ۰/۲ اضافه شد.
چکیده:
بررسی PCI Bus
مقدمه
شبکه ای از سیمها که ارتباط بین میکروپرسسور و دستگاههای جانبی را برقرار میکنند و آنها را به هم می پیوندند BUS نامیده می شود .
باسهای استاندارد :
- EISA , ISA
- Micro Channel
- PCI , VESA Local Bus
ابتدا به اختصار توضیحی چند در مورد هر یک می آوریم:
ISA Bus
کلیه اتفاقاتی که در باس ISA انجام میشود با سیگنال کلاک 8 مگاهرتز انجام می شود در اینصورت انجام جابجایی دیتا حداقل دو سیکل از باس کلاک طول میکشد . این معادل 165/4 میلیون جابجایی در ثانیه است . از آنجائیکه data Path در ISA Bus فقط 16 بیت پهنا دارد ، ماکزیمم 2 بایت در هر ارتباط میتواند انتقال داده شود . این معادل ماکزیمم سرعت انتقال نظری 33/8 مگابایت در ثانیه است .
EISA Bus
همانند ISA Bus ، کلیه اتفاقاتی که در EISA Bus انجام میگیرد با سیگنال ، کلاک 8 مگاهرتز بهتر انجام می شود . در این حال یک جابجایی دیتا حداقل یک سیکل از باس کلاک طول میکشد . این معادل 33/8 میلیون جابجایی در ثانیه است .
با توجه به اینکه پهنای data path در EISA 32 بیت است ، در هر ارتباط حداکثر چهار بایت میتواند منتقل شود . که این معادل سرعت انتقال نظری 33 مگابایت در ثانیه است .
Micro Channel Bus
امروزه ماکزیمم سرعت انتقال قابل دستیابی روی Micro Channel ، 40 مگابایت در ثانیه است . این بر اساس سرعت باس 10 مگاهرتز است ، در صورتی که یک جابجایی دیتا در هر سیکل از کلاک 10 مگاهرتز اتفاق بیفتد . ( 10 میلیون جابجایی در هر ثانیه ، چهار بایت در هر جابجایی) . در صورت استفاده از سرعت بیش از 80 و 160 مگابایت در ثانیه ممکن میباشد .
از میکروپرسسور 80286 به بعد سرعت بیش از 8 MHZ که سرعت باس بود، بوجود آمد . (مثلأ نرم افزاری مانند Microsoft windows) . همانطور که ماشینهای سریعتر احتیاج به جاده های بهتری دارند ، CPU ای سریعتر نیز نیاز به باسهایی با سرعت بیشتر دارند . برای دستیابی به سیستمی که دارای سرعت باس و سرعت CPU یکسان باشد ، Local Bus ها بوجود آمدند .
باس PCI یکی از انواع Local Bus ها میباشد .
PCI مخفف Peripheral Component Interconnect میباشد .
برخی از خصوصیات PCI عبارتند از :
1- حداکثر سرعت MHZ33
2- دارای مسیر دیتای 32 و 64 بیت
3- انتقال دیتا به روش Burst Mode
4- سازگار با MCA , EISA , ISA
VL Bus
(VESA Local Bus) VL Bus از جمله Local Bus ها میباشد .
دارای خصوصیات زیر است .
1- Version 1 ، باس 32 بیتی
Version 2 ، باس 64 بیتی (در دست ساخت)
2- حداکثر فرکانس کلاک 33 مگاهرتز و 3 شیار(slot) توسعه
حداکثر فرکانس کلاک 40 مگاهرتز و 2 شیار توسعه
حداکثر فرکانس کلاک 50 مگاهرتز و 1 شیار توسعه
PCI مخفف Peripheral Component Interface است و توسط شرکت Intel در سال 1992 ارائه گردید. در واقع ایده PCI به این دلیل از طرف شرکت Intel عرضه شد، که از معرفی باس های متفاوتی که بنا به نیازهای گوناگونی لازم می شوند، جلوگیری گردد. PCI دارای ویژگی های مخصوص به خود است و هیچگونه وابستگی خاصی به پردازنده سیستم ندارد، حتی از این استاندارد در جاهایی غیر از کامپیوترهای شخصی می توان استفاده نمود، کما اینکه نگارشی از آن با عنوان Compact PCI در محیط های صنعتی و در مصارف ارتباطی استفاده می شود. در ذیل نگاه کوتاهی به باس PCI و خصوصیات آن خواهیم انداخت.
باس PCI یک باس مشترک است. این مطلب بدین معنا است که باس اطلاعات (Data Bus) و باس آدرس روی آن مشترک هستند و باس های جداگانه ای به این منظور نداریم. در نگاه اول ممکن است این موضوع نقطه ضعفی برای این باس یه حساب آید ولی ویژگی دیگر این باس که انتقال اطلاعات به صورت burst است آن را جبران می کند. در توضیح انتقال اطلاعات روی این باس این مساله را به صورت دقیق تر خواهیم دید.
باس PCI از طریق یک Bridge از باس به پردازنده مرکزی و حافظه متصل شده است در حقیقت به دلیل عدم یکسان بودن ویژگی های PCI و پردازنده ها در حالت های مختلف، وجود یک جزء که در اینجا همان Bridge است برای ایجاد ارتباط بین پردازنده مرکزی در کامپیوتر و اجزای موجود بر روی باس PCI الزامی است. در مادربردهای امروزی این Bridge همان Chipset موجود بر روی مادربردها است، به هر کدام از اجزایی که بر روی باس PCI هستند یک Agent گفته می شود.
برای انجام تبادل اطلاعات یکی از Agent های روی باس باید این تبادل اطلاعات را با یکی دیگر از اجزای روی باس آغاز کند، به Agent ای که انتقال اطلاعات را آغاز می کند Master Initiator گفته می شود و به Agent ای که به درخواست یک Master پاسخ می دهد Slave Target می گویند. هر جزیی روی باس PCI به دلایلی که ذکر آن فراتر از حوصله این اوراق است باید Target باشد. بعضی از اجزا ممکن است بتوانند Master شوند، به عبارت دیگر Master بودن اجزا در باس PCI اختیاری است. البته توجه به این نکته خالی از لطف نیست که اگر یک باس PCI هیچ جزء Master نداشته باشد، هیچ انتقال اطلاعاتی روی آن صورت نخواهد گرفت. به هنگام آغاز یک تبادل اطلاعات Transaction یک Master باس را در اختیار می گیرد، تبادل اطلاعات بین Master و Target مورد نظرش انجام می شود و در آخر Master باس را برای استفاده های بعدی آزاد می کند.
برای ساخت یک کارت PCI چندین روش وجود دارد. یکی استفاده از آی سی های ASIC که قیمت بسیار بالایی دارند و انعطاف پذیری لازم جهت ساخت هر نوع کارتی را ندارند و ضمنا حصول نتیجه با آنها به موارد کاربردی محدودی منجر می شود. و دوم خرید PCI CORE می باشد. این Core ها معمولا به صورت IP وجود دارند و به صورت بسته در اختیار قرار می گیرند. خرید سورس PCI Core نیز قیمت بسیار گرانی در حدود 20.000 دلار دارد و عموما نیاز به یک دوره آموزشی برای فراگیری نحوه بکارگیری آن است اما این حسن را دارد که علاوه بر انعطاف پذیری های لازم که در اختیار استفاده کننده قرار می دهد می تواند با استفاده از IC های ارزان قیمت نظیر Spartanll Xilinx پیاده سازی شود. ضمنا باید توجه داشت که نوشتن driver و کارکردن تحت سیستم عامل های Windows XP-2000 تکمیل کننده کار برای ساخت یک کارت اسلات PCI و بکارگیری نرم افزارهای پشتیبان می باشد.
90 صفحه فایل ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب :
بررسی PCI Bus
مقدمه
ISA Bus
EISA Bus
Micro Channel Bus
VL Bus
مشخصات کلی PCI :
اتصال پر سرعت به CPU .
نسخ گوناگون PCI BUS:
PCI Express X16
AGP
انواع AGP
وضعیت گذرگاهها قبل از AGP
Mini PCI :
بررسی سیگنالهای باس PCI
سیگنالهای الحاقی ۶۴ بیت
Universal Serial Bus(USB)
معرفی (Universal Serial Bus) USB
تعریف پورت :
تاریخچه
مشخصات نسخه های USB
مزایا پورت USB
ح) حمایت های سیستم عامل:
معایب پورت USB
بررسی عملکرد USB
حداقل نیازهای PC
– قسمتهای تشکیل دهنده USB
بررسی وظایف میزبان در یک ارتباط USB
خطایابی
فراهم کردن تغذیه روی Bus
پاسخ دادن به درخواست های استاندارد
چک کردن خطا
مدیریت تغذیه
سیگنال ها و رمز گذاریها
حالتهای باس
حالتهای باس سرعت پایین و بالا
دیفرانسیلی ۱ و دیفرانسیلی صفر
هر دو صفر (Single-Ended Zero)
هر دو یک (Single-Ended one)
حالتهای داده K , J
بیکار
بازگشت
شروع پاکت
پایان پاکت
حالت قطع
اتصال
حالت ریست
حالتهای باس سرعت خیلی بالا
حالتهای j , k سرعت خیلی بالا
چیرپ j و چیرپ K
خطای سرعت خیلی بالا
بیکاری سرعت خیلی بالا
شروع پاکت سرعت خیلی بالا
پاکت پایان سرعت خیلی بالا
قطع سرعت خیلی بالا
رمزگذاری داده
همه سنکرون باقی ماندن
بیت استاف
فیلد SYNC
انتهای پاکت
دقت زمانبندی
قالب بندی پاکت
فیلد SYNC
فیلد مشخصه پاکت
فیلد آدرس
فیلد اندپوینت
فیلد داده
فیلد CRC
تأخیر بین پاکتها
مدهای تست
ورود و خروج مدهای تست
مدها
مقدار : h01 .
مقدار : h02 .
مقدار : h03 .
مقدار : h04 .
مقدار : h05 .
مقادیر دیگر
واسط الکتریکی
قطعه های کابل
فرستنده گیرنده های سرعت بالا و پایین
تفاوتهای سرعت بالا و پایین
مدارها
فرستنده گیرنده های سرعت خیلی بالا
چرا ۴۸۰ مگابایت در هر ثانیه
مدارها
سوئیچ در سرعتها
تشخیص قطع شدن یک دستگاه سرعت خیلی بالا
بیکاری و بازگشت در سرعت خیلی بالا
ولتاژهای سیگنال
سرعتهای بالا و پایین
سرعت خیلی بالا
کابل ها
رساناها
کانکتورها
کابل های قابل انفصال و غیر قابل انفصال
طول کابل ها
اطمینان از کیفیت سیگنال
منابع نویز
خطهای بالانس شده
شیلد کردن
نرخهای لبه
ایزولاسیون
ارائه روش کار
مدار ارائه شده :
منابع: