1 / 21

Magistrale szeregowe

Magistrale szeregowe. pamięci zewn. ukł.obsługiPAO. dekodery adresów. kontrolery przerwań. timery RTC. magistrala systemowa. procesor. pamięć programu (ROM). pamięć danych (RAM). urz. komuni-kacyjne. urz. obiek- towe. urz. opera- torskie. magistrale komunikacyjne. inne systemy.

bowie
Download Presentation

Magistrale szeregowe

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Magistrale szeregowe

  2. pamięci zewn. ukł.obsługiPAO dekodery adresów kontrolery przerwań timeryRTC magistrala systemowa procesor pamięćprogramu(ROM) pamięćdanych(RAM) urz.komuni-kacyjne urz.obiek- towe urz.opera- torskie magistrale komunikacyjne inne systemy urządzeniakontr-pomiar. panel operatorski Magistrale 2/21

  3. I2C - “międzyscalakowa” synchroniczna magistrala szeregowa Philips’a(I2C = IIC = Inter-Integrated Circuit) Magistrale komunikacyjne - I2C 3/21 • Zastosowania: • komunikacja w rozproszonych systemach automatyki i pomiarów; • sterowanie urządzeniami peryferyjnymi; • nowoczesny sprzęt powszechnego użytku. • Budowa: • SCL - linia zegara o fMAX=100kHz (pierwotnie), 400kHz (standard 1.0 z 1992r.) 1MHz-3,4MHz (rozszerzenie 2.0 standardu z 1998r.); • SDA - linia danych; • wspólna masa; • linie SCL i SDA są sterowane przez wyjścia typu OC (OD) - konieczna jest polaryzacja opornikami do Vcc; • do jednej magistrali może być dołączonych do 32 urządzeń.

  4. SCL SCL SCL SCL SDA SDA SDA SDA “S” bit startu “D” bit danych “A” bit potwierdzenia “E” bit stopu SCL SDA D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A Magistrale komunikacyjne - I2C 4/21 Charakterystyczne bity: Transmisja polega na transmisji bajtów:

  5. Vcc SCL SDA master nad/odb slave nad/odb slave odb master nad/odb slave nad/odb slave nad/odb Transmisja jest realizowana między urządzeniem nadrzędnym (master), dostarczającym sygnału SCL i podrzędnym (slave), obsługującym tylko SDA. Możliwe typy urządzeń dołączonych do jednej gałęzi I2C: Magistrale komunikacyjne - I2C 5/21

  6. SCL master SDA master S D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 E S D7 D6 D5 SDA slave A Przy transmisji masterslave bit “A” generuje slave gdy został poprawnie zaadresowany i odebrał daną. Transmisję rozpoczyna master bitem “S”. Transmisję kończy master bitem “E” lub nowym bitem “S”. Magistrale komunikacyjne - I2C 6/21

  7. SCL master SDA slave D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SDA master A jest potwierdzenie od master S D7 D6 D5 brak potwierdzenia od master Przy transmisji slavemaster bit “A” generuje master gdy odebrał daną i ma zamiar odbierać następne dane od slave. Nie podanie przez master bitu “A” zmusza slave do przerwania nadawania. Transmisję kończy master bitem “E” lub nowym bitem “S”. Magistrale komunikacyjne - I2C 7/21

  8. Adresowanie urządzeń Podstawowe mechanizmy adresowania pozwalają zaadresować do 128 urządzeń na jednej magistrali. Każde z urządzeń musi mieć nadany sprzętowo 7-bitowy adres. Urządzenia mogą mieć różny charakter: master albo slave i realizować transmisję jako: nadajniki, odbiorniki lub nadajniki-odbiorniki. Aby slave mógł uczestniczyć w transmisji, musi najpierw zostać zaadresowany przez aktywnego mastera. Master wysyła adres wywoływanego slave-a razem z bitem R/W określającym kierunek transmisji następnych bajtów. Magistrale komunikacyjne - I2C 8/21

  9. master R/W master x N S slave adres 0 A adres wewn. slave A bajt danych A X master R/W master master + slave slave slave S slave adres 1 A bajt danych A bajt danych 1 X + slave + slave slave x (N-1) N Typowe protokoły transmisji: 1. master  slave Magistrale komunikacyjne - I2C 9/21 2. slave  master

  10. Przykładowa gałąź magistrali I2C: Magistrale komunikacyjne - I2C 10/21

  11. D2BUS (D2BUS = DDBUS = Digital Data Bus) • Cechy D2BUS: • szybkość do 100kb/s; • zasięg do 150m; • możliwość zaadresowania do 4096 urządzeń; • do 50 urządzeń w jednej gałęzi magistrali; • jako łącze występuje najczęściej skrętka; • możliwość przejęcia sterowania magistralą przez którekolwiek z urządzeń mające funkcję D2BUS master; • usunięcie lub wyłączenie urządzenia nie wpływa na komunikację pomiędzy pozostałymi urządzeniami; • magistrala służy do komunikacji pomiędzy urządzeniami, wewnątrz których zastosowano I2C. Magistrale komunikacyjne - D2BUS 11/21

  12. S - bit startu, P - bit parzystości, A - bit potwierdzenia, E - bit stopu Przykład ramki magistrali D2BUS: Magistrale komunikacyjne - D2BUS 12/21 Zastosowania D2BUS: łączenie niewielkiej liczby urządzeń rozmieszczonych na niedużym obszarze (np. rozproszone lokalnie układy automatyki, sprzęt audio-wideo).

  13. Przykład wykorzystania D2BUS: Magistrale komunikacyjne - D2BUS 13/21

  14. CAN (Controller Area Network) • opracowanie firm Bosch i Intel • Cechy magistrali: • asynchroniczna, o dużej liczbie nadajników i odbiorników (do 2032 w wersji 2.0A; do 500mln w wersji 2.0B); • usunięcie lub wyłączenie urządzenia nie wpływa na komunikację pomiędzy pozostałymi urządzeniami; • szybkość do 1Mb/s przy 40m; • zasięg do 1000m przy 40kb/s; • nośnik: skrętka symetryczna; • bity są kodowane napięciami różnicowymi; • niewrażliwa na zakłócenia elektromagnetyczne. Magistrale komunikacyjne - CAN 14/21

  15. Gałąź CAN: Standardowa ramka danych CAN: Magistrale komunikacyjne - CAN 15/21

  16. Zastosowania: technika motoryzacyjna (wtrysk paliwa, ABS, poduszki powietrzne, systemy oświetlenia, klimatyzacja, zabezpieczenia), technika lotnicza, roboty przemysłowe, sterowniki przemysłowe (Siemens). J1850 - odmiana amerykańska, niekompatybilna elektrycznie z CAN, stosowana m.in. przez Chrysler, General Motors, Ford ABUS - podobny do CAN system Volkswagena VAN - podobny do CAN system Peugeot i Renault Magistrale komunikacyjne - CAN 16/21

  17. SPI (Serial Peripherial Interface) • opracowanie Motoroli • Cechy magistrali: • transmisja synchroniczna, pełnodupleksowa; • szybkość typowo 1,5Mb/s, maksymalnie do 6..10Mb/s; • trzy linie transmisyjne + linia wyboru układu podrzędnego; • 4 tryby transmisji, zależnie od polaryzacji i wykorzystania zboczy zegara; • podział na układy master i slave; • master jest odpowiedzialny za generację sygnałów zegarowego i wyboru; • możliwe jest dołączenie wielu master i slave do jednej magistrali; • brak mechanizmów adresowania. Magistrale komunikacyjne - SPI 17/21 Zastosowania SPI: obsługa szeregowych pamięci konfiguracji, przetworników A/C i C/A, komunikacja wieloprocesorowa.

  18. Przykład magistrali SPI: Przykład ramki komunikacji z pamięcią EEPROM: Magistrale komunikacyjne - SPI 18/21

  19. SMBUS (System Management Bus) • opracowanie Intela z lat 80-tych • Cechy SMBUS: • koncepcyjnie zbliżony do I2C; • magistrala składa się z linii SMBDAT i SMBCLK; • kompatybilny z I2C przy częstotliwości taktowania do 100kHz; • określony jest limit czasu wykonania operacji - 25ms; • taktowanie może być z przedziału 10kHz-100kHz. Magistrale komunikacyjne - SMBUS 19/21

  20. Microwire • opracowanie National Semiconductor • Cechy magistrali: • koncepcyjnie zbliżona do SPI; • transmisja synchroniczna, pełnodupleksowa, zgodna z trybem 0 SPI; • maksymalna szybkość transmisji 650kb/s; • magistrala składa się z linii: SI (wejście), SO (wyjście) i SC (zegar); • brak sygnałów wyboru układu podrzędnego. • Zastosowania: • komunikacja z pamięciami EEPROM, przetwornikami A/C i C/A, • specyficzne układy wykorzystywane w torach radiowych, • sprzęcie telekomunikacyjnym i urządzeniach audio. Magistrale komunikacyjne - Microwire 20/21

  21. 1-Wire • opracowanie Dallas Semiconductor/Maxim • Cechy magistrali: • jednoprzewodowa magistrala - połączenie zasilania i linii transmisyjnej; • transmisja synchroniczna, półdupleksowa; • szybkość transmisji 16,3kb/s (tryb standard) i 115,2kb/s (tryb overdrive); • ograniczony czas trwania bitu (60s); • występują układy master i slave; • układy mają unikalne identyfikatory - możliwość adresowania slave-ów. • Zastosowania: • rodzina układów iButton, mierniki temperatury, pamięci RAM , ROM, EPROM • i EEPROM, zegary RTC, przetworniki A/C, interfejsy do innych łączy • szeregowych (RSxxx, USB), monitory zasilania, potencjometry cyfrowe. Magistrale komunikacyjne - 1-Wire 21/21

More Related