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Comunicaciones Digitales Seriales (Unidad 4)

Comunicaciones Digitales Seriales (Unidad 4). Objetivos Introducción Serialización Normativa Conclusión. Comunicaciones Digitales Serie - Objetivos. De la Cátedra y del Ingeniero. Aprender sobre comunicaciones serie Aprender sobre la técnica Aprender sobre interconexión y las normas.

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Comunicaciones Digitales Seriales (Unidad 4)

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  1. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Digitales Seriales (Unidad 4) • Objetivos • Introducción • Serialización • Normativa • Conclusión

  2. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Digitales Serie - Objetivos De la Cátedra y del Ingeniero • Aprender sobre comunicaciones serie • Aprender sobre la técnica • Aprender sobre interconexión y las normas

  3. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Introducción Los buses de comunicaciones son “paralelo”. No se pueden extender grandes longitudes (m). Las conexiones eléctricas largas son afectadas. Imposible de cubrir grandes distancias (Km). Solución: Serializar la información

  4. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Introducción Sistemas de comunicaciones

  5. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Introducción Sistemas de comunicaciones

  6. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Conversión de paralelo a serie

  7. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Dato Salida Serie Clock Clock  Velocidad de Transmisión en Bits / Seg Conversión de paralelo a serie

  8. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Conversión de serie a paralelo Problemas  Sincronización del Bit, Sincronización de la Palabra Sincronización de la trama.

  9. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Sincrónicos (Clock acompaña a la señal Serie) Orientados a Byte: Sync, BiSync, Sync Ext. Orientados a Bit: SDLC, HDLC, (Sync Ext.) Asincrónicos (Clock No acompaña a la señal Serie) Orientados a Byte (Bits adicionales de Sincr.) Modos de Comunicación

  10. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Orientados a Byte (Caracter) Modos de Comunicación

  11. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Orientados a Bit Asincrónico Modos de Comunicación

  12. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Dato Salida Serie Clock N-1 Caracter N Caracter N+1 Car. Vel. de Transmisión en Bits/Seg= Frec.(Clock) Bits / Carácter => Caracteres / Seg. => Car/Min. Sincrónico: Parámetros

  13. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Serialización Dato Salida Serie TxClock RxClock n/2 n n n n n n Star | Bits de datos | Par. | Stop(s) Vel. de Tran. [Bits/Seg]= TxClock/n o RxClock/n Bits/Caracter =>Caracteres/Seg.=> Car/Min.: 5,6,7,8 Paridad: Par; Impar; Mark; Space; I; O; Ninguna Stops: 1; 1,5 o 2 Asincrónico: Parámetros

  14. Comunicaciones Serie - Normativa • Funcionales • Ground • Datos • Control • Tiempo • Secundarias • Eléctricas • Tensiones/Corrientes • Balanceado/Impedancia • Mecánicas Conector Pines de Señales DTE DCE PC, Host, Equipo con información Digital Modem, Adaptador de señales, otra PC,etc. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II

  15. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa Algo de Historia 1960 C/Fabricante, Especif. Eléctricas/Funcionales/Mecánicas propio para conexiones remotas. 1969 EIA (Eletronic Industries Association), Bell Lab, otros definen RS-232-C, Especificaciones: Eléctricas, Funcionales y Mecánicas En igual época CCITT (Comite Consultatif Internatinale de Telegraphie et Telephonie ), define V.24(Especificaciones Funcionales) y V.28 (Especificaciones Eléctricas) en Europa. 1980 RS-232-C y V.24/28 Adoptado para periféricos (Impresoras, Plotters, terminales, modems, ….. PC  PC). RS-232-C (20Kbps/15m.)  RS-449 (Mecánicas)/RS-423(Eléctricas) (10Mbps/1200m) (Poco Usado). Mas tarde: RS-422, RS-485 Otros. HOY Ethernet, USB, IR, Otros; reemplazan al RS-232-C en muchos casos.

  16. Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 RS-232-C RS-232-C Telco DCE DCE DTE DTE DTE RS-232-C DTE Null Modem (cruzado) DTE RS-232-C DTE Null Modem (cruzado) RS-232-C DTE DTE Null Modem (cruzado) Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II

  17. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Mecánicas: DB-25 (9), Macho (DTE), Hembra (DCE)

  18. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Eléctricas: Tensión Simple, No balanceado, Distancia ~ 15m. a 30m. (cable) Punto a Punto, ~20Kbps. Transmisor Receptor +15V +25V 0 Lógico (espacio) Activado 0 Lógico (espacio) Activado R T +5V +3V 0 Lógico I Lógico +5 a +15V -5 a -15V Indefinido Indefinido Datos -3V -5V I Lógico (marca) Desactivado I Lógico (marca) Desactivado Activo Inactivo +5 a +15V -5 a -15V Control -15V -25V

  19. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Comunicaciones Síncronas y Asíncronas, 25 señales (Sínc./Asínc), 9 señales (Asínc.) • Tipo EIA: RS-232-C CCITT: V.24 • Ground A 1XX • Datos B 1XX • Control C 1XX • Tiempo D 1XX • Secundarias S 1XX

  20. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Ground, Tierra, Retorno, Referencia Protective Ground – Masa o tierra de Protección Pin N° 1 EIA: AA CCITT: 101 Dirección: DTE ------ DCE Función: Vínculo de protección entre los chasis, contra choque eléctrico. Cable a tierra. Signal Ground – Referencia de Señales de Datos y Control Pin N° 7 (5) EIA: AB CCITT: 102 Dirección: DTE ------ DCE Función: Señal de Referencia (Fuente) de todas las señales de datos, control, tiempo y secundarias.

  21. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Datos – Sincrónicos o Asincrónicos Transmit Data – Dato Serial a ser transmitido Pin N° 2 (3) EIA: BA CCITT: 103 Dirección: DTE ---- DCE Función: Dato Serial Primario. Condicionado por: CA, CB, CC y CD. Tiempos: DB ó DA (Sincrón.) Receive Data – Dato Serial recibido Pin N° 3 (2) EIA: BB CCITT: 104 Dirección: DTE ---- DCE Función: Dato Serial Primario. Condicionado por CF. Tiempo: DD (Sincrónico).

  22. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Control – Estado – DTE/DCE Request To Sent – Solicitud de Envío o Transmisión Pin N° 4 (7) EIA: CA CCITT: 105 Dirección: DTE ---- DCE Función: Activa circuitos de Transmisión del DCE. (Portadora (carrier) a modular por los datos) Clear to Sent – Disponible para enviar Pin N° 5 (8) EIA: CB CCITT: 106 Dirección: DTE ---- DCE Función: DCE listo para enviar datos recibidos de BA (Portadora (carrier) establecida)

  23. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Control – Estado – DTE/DCE Data Terminal Ready – DTE Operativo y listo para Rx y/o Tx Pin N° 20 (4) EIA: CD CCITT: 108.2 Dirección: DTE ---- DCE Función: Indica operatividad plena del DTE para que el DCE active circuitos y envíe Datos por BB. Data Set Ready – DCE Operativo y listo para Tx y/o Rx Pin N° 6 (6) EIA: CC CCITT: 107 Dirección: DTE ---- DCE Función: Indica operatividad del DCE listo para inter- cambio de Control y/o Datos.

  24. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Control – Estado – DTE/DCE Data Carrier Detect – Señal recibida por el Receptor Pin N° 8 (1) EIA: CF CCITT: 109 Dirección: DTE ---- DCE Función: Indica que el DCE esta recibiendo portadora desde un sitio remoto. Valida los Datos de BB Ring Indicator – Llamada entrante (línea telefónica). Pin N° 22 (9) EIA: CE CCITT: 125 Dirección: DTE ---- DCE Función: Indica que el DCE esta recibiendo la corriente de llamada por la línea telefónica. Ring !!!

  25. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Control – Estado – DTE/DCE Signal Quality Detector – Calidad de la señal recibida Pin N° 21 EIA: CG CCITT: 110 Dirección: DTE ---- DCE Función: Activado: DCE esta recibiendo señal buena. Desactivado: Alta probabilidad de errores. Data Signal Rate Selector – Selector de velocidades (modem). Pin N° 23 EIA: CH/CI CCITT: 111/112 Dirección: DTE ---- DCE Función: DTE selecciona entre 2 velocidades o rango de velocidades posibles del DCE.

  26. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Control – Estado – DTE/DCE +P (+ Voltage) – +12VCC para prueba (opción) Pin N° 9 Dirección: DTE ------ DCE -P (- Voltage) – -12VCC para prueba (opción) Pin N° 10 Dirección: DTE ------ DCE Local Loopback – Para pruebas (opción RAD y otros) Pin N° 18 Dirección: DTE ---- DCE Test Mode – Para pruebas (opción RAD y otros) Pin N° 25 Dirección: DTE ---- DCE

  27. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Tiempo – Sólo Sincrónicos Transmission Signal Element Timing - Reloj de Transmisión Pin N° 15 EIA: DB CCITT: 114 Dirección: DTE ---- DCE Función: Reloj de sincronismo de Transmit Data (BA) Frecuencia = bits/seg. Centro del bit Receiver Signal Element Timing - Reloj de Recepción Pin N° 17 EIA: DD CCITT: 115 Dirección: DTE ---- DCE Función: Reloj de sincronismo de Receive Data (BB) Frecuencia = bits/seg. Centro del bit

  28. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Tiempo – Sólo Sincrónicos Transmiter Signal Element Timing - Reloj de Transmisión Pin N° 24 EIA: DA CCITT: 113 Dirección: DTE ---- DCE Función: Reloj de sincronismo de Transmit Data (BA) Frecuencia = bits/seg. Centro del bit Usado para Reloj Maestro fijado por DTE.

  29. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Especif. Funcionales: Secundarias – Sólo Asincrónico Secondary Transmited Data – Dato Serial Trans. Secundario Pin N° 14 EIA: SBA CCITT: 118 Dir: DTEDCE Secondary Receive Data – Dato Serial Recibido Secundario Pin N° 16 EIA: SBB CCITT: 119 Dir: DTEDCE Secondary Request to Sent – Solicitud de Trans. Secundario Pin N° 19 EIA: SCA CCITT: 120 Dir: DTEDCE Secondary Clear to Sent – Disponible para enviar Secundario Pin N° 13 EIA: SCB CCITT: 121 Dir: DTEDCE Secondary Data carrier detect – Señal Recibida Secundaria Pin N° 12 EIA: SCF CCITT: 122 Dir: DTEDCE

  30. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Cable de conexión típico de Módem DTE – DB-25H DB-25M – DCE Prot. GND (1) (1) Prot. GND TxData (2) (2) TxData RxData (3) (3) RxData RTS (4) (4) RTS CTS (5) (5) CTS DSR (6) (6) DSR Sig. GND (7) (7) Sig. GND DCD (8) (8) DCD DTR (20) (20) DTR RI (22) (22) RI TxClock (15) (15) TxClock RxClock (17) (17) RxClock TxClock(DTE) (24) (24) TxClock(DTE)

  31. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa EIA: RS-232-C; CCITT (ITU-T): V.24 / V.28 Cable de conexión Modem-Null (Cruzado) DTE – DB-25H DB-25H – DTE Prot. GND (1) (1) Prot. GND TxData (2) (2) TxData RxData (3) (3) RxData RTS (4) (4) RTS CTS (5) (5) CTS DSR (6) (6) DSR Sig. GND (7) (7) Sig. GND DCD (8) (8) DCD DTR (20) (20) DTR RI (22) (22) RI TxClock (15) (15) TxClock RxClock (17) (17) RxClock TxClock(DTE) (24) (24) TxClock(DTE)

  32. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa

  33. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa

  34. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa (Especificaciones Electricas de Control: V.28)

  35. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa RS-232 RS-422 RS-485

  36. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Algo de Historia Enero de 1996 Versión 1.0 1,5 Mbps Conocida como Low Speed Setiembre de 1998 Versión 1.1 12 Mbps Conocida como Full Speed Setiembre de 2000 Versión 2.0 480 Mbps Conocida como High Speed 1° Semestre de 2008 Versión 3.0 ~ 10 veces mas rápida

  37. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Motivaciones Conexión de la PC con el Teléfono. Nueva generación de Necesidades orientadas a la comunicación Humana. Simple para usar. Necesidad de simplificar la conexión de elementos para trabajar para el usuario: Mouse, Impresoras, Teclados, cámaras de video, modems, etc. Simple para expandir. Cantidad de ports, según las necesidades. Muchos posibles periféricos: Mouse, Impresoras, Teclados, cámaras de video, scanners, micrófonos, modems, fax, etc.

  38. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Características Un solo modelo de cables y conectores. Conexiones Eléctricas aisladas del Usuario. Auto-identificación de periféricos – Drivers. Conexión y desconexión dinámica de periféricos. Amplio rango de ancho de banda. (Kbps a cientos de Mbps). Soporta hasta 127 periféricos. Soporta Comunicaciones Asinc. y Sync. sobre los cables. Soporte para voz, audio y video en tiempo real (Latencia). Soporta operaciones simultáneas de muchos dispositivos. Protocolo flexible. Para File Transfer y Messaging.

  39. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Características. Cont. 11. Protocolo con poca sobrecarga. Alta utilización del Bus. 12. Soporta amplio rango de tamaño de paquetes, tamaño de buffers y latencias. 13. Control de Flujo de la información en el protocolo. 14. Manejo y recuperación de fallas en el protocolo. 15. Consistente con la arquitectura Plug and Play. 16. Interfaces compatibles con todos los Sistemas Operativos. 17. Optimizado para la integración de periféricos. 18. Arquitectura ampliable con múltiples conectores en una PC.

  40. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Aplicaciones

  41. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Arquitectura Host USB-------Interconexión USB------Dispositivos USB Estructura Jerárquica Un solo Host Hub y Dispositivos Punto a Punto

  42. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Arquitectura Host USB-------Interconexión USB------Dispositivos USB

  43. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Arquitectura Host USB • Host USB, Hay uno solo en todo sistema • La interfase de la PC, se llama “Host Controller” • Host Controller desarrollado en Hard y Soft. • Un Root Hub permite tener varios conectores USB. • También pueden haber múltiples Host Controllers.

  44. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Arquitectura Dispositivos USB Pueden tener Funciones diversas o ser Hubs. Cumplen con USB si: Interpretan el Protocolo USB. Interpretan y responden a los comandos. Se pueden describir como dispositivos.

  45. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Mecánicas

  46. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Mecánicas

  47. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Mecánicas

  48. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Mecánicas – Funcionales - Eléctricas VBUS = 5Vcc, Provisto por el Host (~100mA) Cargado en los extremos (Detecta conexión) Diferencial, permite High/Full/Low Speed

  49. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Funcionales - Eléctricas

  50. Ing. Jorge A. Abraham Técnicas Digitales II Comunicaciones Serie - Normativa USB 2.0 Universal Serial Bus – Interfase Especificaciones Funcionales - Eléctricas

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