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Gestion des Périphériques

Gestion des Périphériques. Année 2006 - 2007 (Transparents de F. Dromard). USB. Universal Serial Bus Spécifié par Intel, Compaq, Microsoft, NEC, Philips (standard industriel) Révision 1.1 en septembre1998 Révision 2.0 en avril 2000 Bus périphériques Plusieurs périphériques chaînés

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  1. Gestion des Périphériques Année 2006 - 2007 (Transparents de F. Dromard) Master ACSI

  2. USB Universal Serial Bus • Spécifié par Intel,Compaq, Microsoft, NEC, Philips (standard industriel) • Révision 1.1 en septembre1998 • Révision 2.0 en avril 2000 • Bus périphériques • Plusieurs périphériques chaînés • Branchement à chaud (sous tension) • Détection et configuration automatique des périphériques • Bus à interrogation (un seul maître) Master ACSI

  3. USB Débits • USB 1.1 • Basse vitesse (low speed) : 1,5 Mb/s ou 187,5 Ko/s • Pleine vitesse (full speed) : 12 Mb/s ou 1,5 Mo/s • USB 2.0 • Haute vitesse (high speed) : 480 Mb/s ou 60 Mo/s Master ACSI

  4. USB Cables • Composés de 4 fils • 3 à 4 mètres maximum selon la qualité +V D + paire torsadée D - GND Master ACSI

  5. Aspects électriques Master ACSI

  6. USB Topologie • Connexions point à point bidirectionnelles • Extension par des hub • Arborescence orientée • Pas de boucle Hub hôte hub 2 nœud 2 nœud 1 nœud 3 hub 3 nœud 4 nœud 5 nœud 6 Master ACSI

  7. USB Hub bus pci contrôleur USB hôte hub racine hub 1 hub 2 device 1 device 2 device 3 device 4 device 5 Master ACSI

  8. répéteur USB Hub : organisation interne données alimentation contrôleur de hub switch Master ACSI

  9. USB Hub : flux de données flux descendant (downstream) flux montant (upstream) répéteur répéteur Master ACSI

  10. USB Principe d’utilisation de la liaison • En 1.1 • Temps découpé en tranches de 1 ms, les «trames» USB • Plusieurs périphériques servis pendant chaque ms • En 1ms transfert de 12 Kbits soit 1,5 Koctets 12 MHz ÷ 12 000 1 KHz T = 1 ms Master ACSI

  11. USB Principe d’utilisation de la liaison • En 2.0 • Temps découpé en tranches de 125 µs «microtrames» • Plusieurs périphériques servis par tranche • En 125 µs transfert de 60 Kbits soit 7,5 Koctets 480 MHz ÷ 60 000 8 KHz T = 125 µs Master ACSI

  12. USB Organisation générale Système Hôte Périphérique USB impression imprimante logiciel client fonction logiciel périphérique logique USB couche USB logiciel USB contrôleur USB Hôte + hub Liaison USB couche interface contrôleur USB matériel Master ACSI

  13. Logiciel client Pilote bus usb Pilote contrôleur usb Contrôleur USB USB Organisation logicielle I/O Request Packets IRP2 IRP1 IRP1 IRP2 Tr1- 0 Tr1- 1 Tr1- 2 Tr2- 0 Tr2- 1 Tr2- 2 trame 1 trame 2 trame 3 Tr1- 0 Tr2- 0 Tr1- 1 Tr2- 1 Tr1- 2 Tr2- 2 1 ms ou 125 µs 1 ms ou 125 µs 1 ms ou 125 µs matériel Master ACSI

  14. USB Types de transferts • Transferts de type «interruption» • Transferts de blocs • Transferts de contrôle • Transferts isochrones Master ACSI

  15. Types de paquets USB Paquet jeton Paquet de données Paquet « handshake » Paquet « start of frame » Master ACSI

  16. Le champ PID Master ACSI

  17. USB et les EndPoints Master ACSI

  18. Master ACSI

  19. USB Transactions (1) • Toujours à l’initiative de l’hôte • Composées de 1, 2 ou 3 paquets • Token packet • Data packet • Handshake packet transaction token packet data packet handshake packet Master ACSI

  20. USB Transactions (2) • Token packet • Toujours envoyé par l’hôte • Type et direction de l’échange du paquet de donnée • Adresse du destinataire (fonction) • SOF, SETUP, OUT, IN Master ACSI

  21. USB Transactions (3) • Data packet • Sens d’échange défini par le token packet • Contient les données échangées • Handshake packet • Envoyé par celui qui a reçu les données • Acceptation ou refus de l’échange • ACK, NACK, STALL La norme Master ACSI

  22. USB Exemples de Transactions (1) Mémoire hôte Contrôleur hôte 1 Transaction 1 descripteurs de transferts 2 3 Transaction 2 4 Transaction 3 clavier imprimante 1. Ctrl hôte prend le descripteur 2. C. h. génère une transaction IN 3. Clavier renvoie les données 4. C. h. met les données en mémoire Données clavier Master ACSI

  23. USB Exemples de Transactions (2) Mémoire hôte Contrôleur hôte 1 Transaction 1 descripteurs de transferts 2 4 Transaction 2 Transaction 3 clavier imprimante 3 1. Ctrl hôte prend le descripteur 2. C. h. génère une transaction OUT 3. C. h. prend les données en mémoire 4. C. h. envoie les données à l’impr. Données clavier Données impr. Master ACSI

  24. USB Configuration du Bus • Etat initial • Tous les ports A sont désactivés • Tous les ports B répondent à l’adresse 0. • Parcours de l’arbre • Activation premier port A • Interrogation • Si réponse, affectation d’une adresse • ... hôte Ports A Port B Ports A Master ACSI

  25. USB Interface : logiciel - matériel • Trois spécifications d’interfaces • UHCI : Universal Host Controller Interface. usb 1.x • OHCI : Open Host Controller Interface. usb 1.x • EHCI : Enhanced Host Controller Interface. usb 2.0 Master ACSI

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