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USB & TCP/IP

USB & TCP/IP. USB. I. Historique et caractéristiques II. Les avantages et inconvénients III. Les domaines d’application avec exemples d’utilisation IV. Les outils nécessaires à la mise en œuvre et leurs couts V. Revu du matériel disponible dans le commerce et leurs couts.

eamon
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USB & TCP/IP

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Presentation Transcript

  1. USB & TCP/IP INNOVATIS SYSTEMS 2006

  2. USB I. Historique et caractéristiques II. Les avantages et inconvénients III. Les domaines d’application avec exemples d’utilisation IV. Les outils nécessaires à la mise en œuvre et leurs couts V. Revu du matériel disponible dans le commerce et leurs couts INNOVATIS SYSTEMS 2006

  3. Historique et caractéristiques INNOVATIS SYSTEMS 2006

  4. Historique • Créé par Intel en 1994…version 1.0 • -1998 version1.1 (Low speed 1.5Mbps , Full speed 12Mbps) • -2000 version2.0 (High speed 480Mbps) • -2001 On The Go INNOVATIS SYSTEMS 2006

  5. RS232 Parallèle PS/2 Universal Serial Bus Télémesures, Diagnostic Applications Embarquées • Auto détection & configuration (Plug&Play) • Bus power • 3 vitesses: Low- 1.5, Full- 12, High- 480 Megabits/second INNOVATIS SYSTEMS 2006

  6. Caractéristiques • Caractéristiques principales : • Topologie en arbre dont la racine est l’hôte (le PC ou le Mac). Les périphériques peuvent être branchés et débranchés sans arrêter l’ordinateur. Les périphériques sont alimentés par le Bus. On peut chaîner jusqu’à 127 périphériques sur un brin. Les périphériques inutilisés sont automatiquement mis en veille. Les périphériques sont identifiés et configurés automatiquement par les systèmes d’exploitation. INNOVATIS SYSTEMS 2006

  7. Caractéristiques 4-wire connection Differential Signaling • NRZI Data Encoding • Half duplex – data transmission can go in only one direction at a time • Bus Power to each device: • 4.40 - 5.25 V • Guaranteed 100 mA • 500 mA maximum through negotiation VBUS D+ D- GND VBUS D+ D- GND ~ 5.0 V ~ 3.3 V INNOVATIS SYSTEMS 2006

  8. Caractéristiques • L’USB en fonctionnement : A Hub USB B 4.4 à 5.25v !500mA L’hôte gère les communications en distribuant des jetons. Chaque périphérique est identifié grâce à un VID et un PID. Adresse allouée à l’initialisation (énumération). 4 modes de transfert : control, interrupt, isochrone, bulk. INNOVATIS SYSTEMS 2006

  9. Caractéristiques “A” Plug USB Host “mini-B” Plug FS, HS Peripheral “B” Plug FS, HS Peripheral INNOVATIS SYSTEMS 2006

  10. Caractéristiques • Modes de transfert (12Mbps/480Mbps) : Control : pour l’énumération et la configuration. Interrupt : 64octets/1Ko par trame. Accusé de réception et reprise en cas d’erreur. Isochrone : avec réservation de bande passante et de temps d’accès dans la limite de 1Ko toutes les ms (Full Speed) ou 3x1Ko toutes les 125us(High Speed). Pas d’accusé de réception, pas de reprise en cas d’erreur(1Mo/24Mo). Bulk : 1216/6656 octets max par trame. Non prioritaire. Accusé de réception et reprise en cas d’erreur(1.2Mo/53Mo) INNOVATIS SYSTEMS 2006

  11. Guaranteed Latency Guaranteed Data Integrity Interrupt Bulk Isochronous Caractéristiques PIC18F4550 family supports all these transfer types. INNOVATIS SYSTEMS 2006

  12. Small Pipe to each USB device (up to 127) HOST PC Tiny Pipes (endpoints) Big USB Pipe 12Mb/s USBPipes INNOVATIS SYSTEMS 2006

  13. In English, just to get the vocabulary Client Software <-> Function Client Software Host Buffers Data Flows Pipes Endpoints USB Device Interface INNOVATIS SYSTEMS 2006

  14. Slot Trame = 1ms BULK Low Speed Stereo Audio Low Speed BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio BULK Stereo Audio (Pas à l’échelle) Interrupt, Control, Low Speed SOF Rx Voice Scanner Tx Voice Rx Line Tx Line Trame USB INNOVATIS SYSTEMS 2006

  15. In English, just to get the vocabulary and that will be the last one. USB Peripherals PC will use VID/PID to look for a matching driver and load it. Mouse Data Glove External DVD Drive Ethernet Adapter Keyboard Joystick External Hard Drive ICD2 Modem Communication Device Class (CDC) Mass Storage Device Class (MSD) Custom Class (Vendor Class) Human Interface Device Class (HID) Microchip provides firmware subset for HID, CDC, and MSD. If you don't use your own VID, then 2 different devices will try to use the same driver, which is not good. Many more classes…. INNOVATIS SYSTEMS 2006

  16. Les avantageset inconvénients INNOVATIS SYSTEMS 2006

  17. Avantages • Vitesse de transfert élevée • Couts des composants • Topologie de bus INNOVATIS SYSTEMS 2006

  18. Inconvénients • Apprentissage d’une nouvelle technologie • Longueur de câbles mais il existe des modules de remise en forme des signaux • Il faut…… INNOVATIS SYSTEMS 2006

  19. Les domaines d’application avec exemples d’utilisation INNOVATIS SYSTEMS 2006

  20. RS232… • Ce que l’USB vous apporte • Des vitesses de transfert plus élevées • Une plus grande connectivité • De la puissance (500 mA) • Une topologie BUS • Domaine d’application: • Télémesure INNOVATIS SYSTEMS 2006

  21. L’USB développement de périphériques : Electronique «made in labo» Application Gestion du périphérique Interrupt / Isochrone / Bulk EP.. (out, type,size) Pilote de périphérique EP.. (In, type,size) Control USB End Point 0 USB pilote hôte OS Physique Physique INNOVATIS SYSTEMS 2006

  22. L’USB développement de périphériques, solution 2 : Electronique « made in CRTBT » • Pilote « maison » :Problème de compétences en fonction des OS. • Problème de pérennité… • - Pilote générique commerciale « USBIO » Application Gestion du périphérique Interrupt / Isochrone / Bulk Pilote de périphérique Microcontrôleur(2000 lignes de C) + USB Transceiver Control USB pilote hôte OS Physique Physique INNOVATIS SYSTEMS 2006

  23. L’USB développement de périphériques, solution 3 : HID L’OS supporte en standard certains types depériphériques dits « HID »(Human InterfaceDevices). Par ex : clavier, souris, audio, modem, balance, etc Application Gestion du périphérique Interrupt / Isochrone / Bulk Pilote HID Microcontrôleur(>2000 lignes de C) + USB Transceiver Control USB pilote hôte OS Physique Physique INNOVATIS SYSTEMS 2006

  24. Les outils nécessaires à la mise en œuvre et leurs couts INNOVATIS SYSTEMS 2006

  25. Outils Microchip • PICDEM Full Speed USB • Cout : ~35 € • PICDEM 2 PLUS + Programmateur (avec modification) • Possibilité de connecter un PIC18F2450 • Cout : ~130 € • Compilateur C • CCS • Hi-Tech INNOVATIS SYSTEMS 2006

  26. Revu du matériel disponible dans le commerce et leurs coûts INNOVATIS SYSTEMS 2006

  27. USB…RS232 • Une connectique USB avec la simplicité d’une liaison RS232 • Module USB <-> RS232 • Coté Host : Port Virtuel • Cout : ~20 € FTDI USBMOD 1 et 3 INNOVATIS SYSTEMS 2006

  28. USB Controller • Solution CYPRESS : EZ-USB FX (CY7C646xx) • Solution NetChip Technology : NET2888 • Solution FREESCALE • Solution PHILLIPS : PDIUSBD11 INNOVATIS SYSTEMS 2006

  29. USB µC • Solution MICROCHIP : PIC18F2450 • Solution CYPRESS : CY7C63001 • Solution MOTOROLA : 68HC705JB3 INNOVATIS SYSTEMS 2006

  30. Types de transferts PIC18F4550 Control, Interrupt, Bulk, Isochronous PIC16C7X5 Control and Interrupt INNOVATIS SYSTEMS 2006

  31. Vitesse PIC18F4550 Full-Speed & Low-Speed PIC16C7X5 Low-Speed INNOVATIS SYSTEMS 2006

  32. Enregistreur USB • Plateforme : PIC18F2450 • Device Class : HID -> Pas de pilote • Firmware simple INNOVATIS SYSTEMS 2006

  33. TCP/IP INNOVATIS SYSTEMS 2006

  34. TCP/IP I Historique et caractéristiques II. Les avantages et inconvénients III. Les domaines d’application avec exemples d’utilisation IV. Les outils nécessaires à la mise en œuvre et leurs couts V. Revu du matériel disponible dans le commerce et leurs couts INNOVATIS SYSTEMS 2006

  35. TCP/IP Caractéristiques INNOVATIS SYSTEMS 2006

  36. TCP/IP - Interface normalisée présente en standard sur les machines et dans les labos • Qu’est-ce qui justifie l’emploi d’Ethernet ? - Excellente performance : 10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s…. - Pérennité (Norme 802.3 = 1980) - Fiabilité, facilité de déploiement et d’interconnexion - Ethernet ► Internet : logiciels sur toutes les plates-formes (web, ftp…) • Système de transmission idéal ? - Standard = norme = complexité de mise en oeuvre - Taille des paquets et accès au média non adaptés… - Victime de son succès….la facilité d’interconnexion et la diversité d’utilisation dégrade les performances et la sécurité ! INNOVATIS SYSTEMS 2006

  37. TCP/IP Couches Pile TCP/IP : MICROCHIP Couche Application SMTP* SNMP HTTP FTP DHCP Couche Transport UDP TCP ICMP Couche Internet IP Couche réseau PPP* SLIP ARP Couche physique Modem* USART Ethernet INNOVATIS SYSTEMS 2006

  38. TCP/IP Communication entre 2 systèmes équipés d’interfaces Ethernet Reliés par un câble Reliés par fibre optique Reliés par onde radio (Wifi) INNOVATIS SYSTEMS 2006

  39. TCP/IP Communication entre 2 systèmes équipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ou 100BaseTx Reliés par un câble « CROISÉ » RX TX TX RX Transmission de données à 10 ou 100Mb/s sur une distance maxi de 100m INNOVATIS SYSTEMS 2006

  40. TCP/IP Communication entre plusieurs systèmes équipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ou 100BaseTX Concentrateur (HUB) ou commutateur (SWITCH) Câble « droit » Distance maxi = 2 x 100 m INNOVATIS SYSTEMS 2006

  41. Coté client : Ethernet + TCP/IP au cœur du système… TCP/IP TCP/IP (Type = 0x800) UDP TCP ICMP ARP/RARP Applications utilisateur www, ftp, telnet… Labview ! OS Ethernet = @MAC(48bits) Physique Ethernet INNOVATIS SYSTEMS 2006

  42. TCP/IP Les domaines d’application avec exemples d’utilisation INNOVATIS SYSTEMS 2006

  43. TCP/IP Application déportée INNOVATIS SYSTEMS 2006

  44. Exemple : Serveur WEB • PC : • MPLAB® IDE for ICD2 • Internet explorer ICD 2 Câble RJ-11 Câble USB CâbleCAT-5 Croisé Connection Ethernet dsPICDEM.net™ INNOVATIS SYSTEMS 2006

  45. Electronique piloté avec un navigateur WWW et du HTML TCP/IP Electronique « made in labo » Application logicielle spécifique HTML Serveur WWW OS avec TCP/IP Interface Ethernet Ethernet INNOVATIS SYSTEMS 2006

  46. Electroniquepiloté avec un navigateur WWW avec JAVA TCP/IP Electronique « made in labo » Application logicielle spécifique Applet Serveur WWW TCP / UDP OS avec TCP/IP Interface Ethernet Ethernet INNOVATIS SYSTEMS 2006

  47. Electronique piloté avec une application Labview, Delphi, Java… TCP/IP Application logicielle spécifique TCP / UDP OS avec TCP/IP Interface Ethernet Electronique « made in labo » Ethernet INNOVATIS SYSTEMS 2006

  48. TCP/IP Revu du matériel disponible dans le commerce et leurs coûts INNOVATIS SYSTEMS 2006

  49. TCP/IP TCP/IP <-> Bus série BECK IPC@Chip :SC12/SC13 ADVANTECH :EVA-SOM1610 RABBITCORE : RCM3000 LANTRONIX :Xport DIGI : DIGICONNECT INNOVATIS SYSTEMS 2006

  50. TCP/IP Les outils nécessaires à la mise en œuvre et leurs coûts INNOVATIS SYSTEMS 2006

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