intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Thiết bị ngoại vi và kỹ thuật ghép nối: Chương 2 - Bùi Quốc Anh

Chia sẻ: Codon_03 Codon_03 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

83
lượt xem
9
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thiết bị ngoại vi và kỹ thuật ghép nối: Chương 2 - Giao thức ghép nối do Bùi Quốc Anh biên soạn sẽ giới thiệu tới các bạn các giao thức ghép nối; đặc điểm lập trình I/O.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết bị ngoại vi và kỹ thuật ghép nối: Chương 2 - Bùi Quốc Anh

  1. ch. 2 giao thøc ghÐp nèi (Interfacing Protocols) Bao gåm: - Giao thøc ghÐp nèi - §Æc ®iÓm lËp tr×nh I/O P&I-Ch2: Protocols 1
  2. 2.1. Interface Protocols: • K/n: Lµ c¸c qui ®Þnh: – Signals – Data format – Rate – Error detection & correction – Command & Response set – Scenario (kÞch b¶n) ISO 7 layer Model (Ref. Computer networks) Cã thÓ ph©n chia thµnh 2 nhãm chÝnh: • Transport-Oriented Protocols (1..4) (!!!) – PhysicAL (wire, cable, connector, port), DataLink (CRC, CS, Token), NetWork (Comm. 2 networks ), Transport (Err-protected raw infor), • Application-Oriented Protocols (5..7) : – Session (Opening, End), Presentation (Common Language) vµ Application (Read/Write, Start/Stop, FileTransfer) P&I-Ch2: Protocols 2
  3. 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: Khi thiÕt kÕ, x©y dùng ghÐp nèi m¸y tÝnh, cÇn chó ý ®Æc biÖt tíi tÝn hiÖu theo c¸c yªu cÇu: • H¬n 1 thiÕt bÞ? => bus/m¹ng hay kh«ng ? => dïng bit (tr−êng) ®Þa chØ. • NÕu dïng bus => Standard bus hay kh«ng? IDE vμ LPT-mode 0 cables lμ bus? t¹i sao? • Data: Xa /gÇn, nhanh/chËm => Serial vs Parallel • Xa: Daisy chain cho t/h hoÆc nguån cÊp... • C¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµ tr¹ng th¸i: • Control signals • Status signals • Handshaking signals - bắt tay P&I-Ch2: Protocols 3
  4. • Daisy chain: – Nối các thiết bị có khoảng cách từ vài đến vài chục m, đầu ra của port (module) thứ n nối với đầu vào của n+1 – Dùng cho tín hiệu (// & nt), nguồn cung cấp, handshake... P&I-Ch2: Protocols 4
  5. 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • VÝ dô 1: PC-LPT handshaking: PC SLCT SLTC_in Line Printer LPT port H×nh 2.1.a. LPT handshake Signal P&I-Ch2: Protocols 5
  6. 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • VÝ dô 2: PC Comm-Modem handshaking: RTS CTS PC 1 Modem or Comm PC 2 Port Comm DTR DSR Port H×nh 2.1.b. CommPort Handshake Signals •Ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi tÝn hiÖu: biªn, tÇn, pha, dßng, quang (c¸p quang, Ir) P&I-Ch2: Protocols 6
  7. 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • T/c vật lý của tín hiệu: - Direction: In/Out, Input voltage: -0.5V to Vcc +0.5V - Mức điện áp: Mức áp ? (TTL (transistor transistor logic- [0..0.8V/ 2..5V]) , 12V/ 24V/48V...) - Single End (đơn cực) vs Differential (vi sai) signals - Khả năng tải - dòng điện ra: (Fan Out, Loading): + Number of Standard/LS TTL loads, + Sink: dòng vào – LowLevel, (cỡ mA), + Source: dòng ra – HighLevel, mA/uA.(H. 2.1.c) • Nối chung/ghép nối bus đơn giản: 3 state (Hi Z), open collector (Open Drain), Mux – dồn kênh, Switch - khóa. • Hot swap – hot plugible: Y/c Vcc và t/h ( www.atmel.com ) • Cách ly (isolation): Relay, Opto Coupler, IrLED... • Bus Slot, Connector, chuẩn, số chân (pin) P&I-Ch2: Protocols 7
  8. P&I-Ch2: Protocols 8
  9. S¬ ®å c¸ch ly quang häc ®/v tÝn hiÖu In/Out: Hình 2.2. Opto Coupler P&I-Ch2: Protocols 9
  10. Cable & Connectors: • Connectors: – D shell: DB9, DB25,... – DIN, • Cable: • Flat, • Coaxial, • Shield, • Twisted Pair • Normal • Optical Fiber... H×nh 2.3.a. Connectors P&I-Ch2: Protocols 10
  11. H×nh 2.3.b. Optical Connector & S¬ ®å: P&I-Ch2: Protocols 11
  12. H×nh 2.3.c. Sîi c¸p quang: P&I-Ch2: Protocols 12
  13. 2.1. Interface Protocols: 2.1.2. Format sè liÖu: ®èi víi file/text: sè liÖu nhiÒu => khi trao ®æi (với DAS, PLC, Digi-Oscilloscope, GPS, TelSat...) Î ‘®ãng gãi’ sè liÖu (packaging). Mçi gãi tin (packet) gåm 3 phÇn: • Header: [cã thÓ cã: tªn b¶n tin, tªn gãi, sè thø tù, ký tù b¾t tay, ký tù ®ång bé, sè ký tù/ byte trong gãi tin...], kh«ng mang tin. • Content: néi dung tin - mang th«ng tin. • Tailer: M∙ b¾t tay kÕt thóc, [m∙ kiÓm tra lçi] - kh«ng mang tin. VÝ dô: HDC, FDC: Full Sector: gap - 5 byte ID field - 2 byte ID CRC - gap - data field: 512 byte - 2 byte CRC. FTP, Kermit, X-Modem.. Protocols: 128[256] B/pack. P&I-Ch2: Protocols 13
  14. H×nh 2.3.d. USB data packet format Byte sè liÖu/character/frame: (truyÒn kh«ng ®ång bé, RS-232, RS-485, RS-422...): ký tù hay byte ®−îc ®Þnh d¹ng thµnh 1 frame: • 1 start bit = 0, • 5/6/7/8 data bit, D0 first, • [parity: Even/ Odd], • 1 / [1.5 / 2] stop bit = 1(s). P&I-Ch2: Protocols 14
  15. 2.1. Interface Protocols: 2.1.3. Tèc ®é trao ®æi th«ng tin: XuÊt ph¸t tõ: Nhu cÇu trao ®æi th«ng tin cña T/b ngo¹i vi => chän kiÓu truyÒn thÝch hîp, cã liªn quan tíi t/h: ƒ Bottle-neck? ƒ Phô thuéc Kho¶ng c¸ch - tÝch sè (k/c vµ tèc ®é) ƒ NhiÔu: theo c«ng thøc Shannon: bps = BW log2 (1+P/N). Víi BW: bandwidth, P/N tû sè c«ng suÊt tÝn hiÖu/ nhiÔu (not a dB ratio) ƒ M«i tr−êng, ®−êng truyÒn (c¸p ®ång, quang, wireless: radio, infrared) ƒ Synchronous/Asynchronous? ƒ Modulation/Demodulation ... => tèc ®é bao nhiªu kbps/kBps, tèc ®é chuÈn? Ví dụ: LPT: SPP mode: 50..100kBps - software, ECP: 2..4 MBps - DMA LAN Ethernet – IEEE 802.3: 10/100 Mbps dual speed RS232: 2400/ 4800/P&I-Ch2: 9600/Protocols 19200... bps 15
  16. 2.1. Interface Protocols: 2.1.4. KiÓm tra, söa lçi, n©ng cao ®é tin cËy: Khi trao ®æi th«ng tin th−êng hay g©y ra lçi, ®Æc biÖt truyÒn xa/ chuyÓn ®æi t/h. NhiÒu ph−¬ng ph¸p (Hardware, Software) hç trî ®Ó kiÓm tra: • [Block] check sum - BCC, phÇn mÒm, • CRC, ECC,... vi m¹ch/ software - subroutine • Parity, 1 hoÆc 2 chiÒu • Redundancy (RAID), thõa d−: trao ®æi néi dung sè liÖu h¬n 1 lÇn vµ so s¸nh. • Case study: Barcode Ph−¬ng ph¸p m∙ hãa, gi¶i m∙ vµ kiÓm tra lçi P&I-Ch2: Protocols 16
  17. 2.1.4. KiÓm tra, söa lçi, n©ng cao ®é tin cËy: Bar Code: EAN 13, CODE 39 (Intermec), CODE 128 (Zebra), UPC ... • EAN 13 (European article numbering) • Encoding: AAA BBBBB CCCC D; 4 ®é dµy v¹ch, 6 v¹ch/digit (b&w) • A(National): VN 893, CN 690-692, JP 45-49, GE 400-440, RU 460-469 • B: com/ org • C: Product • D - Check sum, right most: (right to left): 10 - [(D2*3 + D3*1 + D4*3 + D5*1...+ D13*1)mod10] VÝ dô: 893 12345 1234 7 • CODE 128, Zebra, check sum modulo 103 P&I-Ch2: Protocols 17
  18. 2.1. Interface Protocols: 2.1.5. Command & Response (Result/Reaction) set: GhÐp Intelligent Devices (Computerized devices - mouse, KB, Printer, modem, FDC, HDC, RTU...) cã nhiÒu tham sè, chÕ ®é ho¹t ®éng => x©y dùng bé lÖnh (command set) vµ th«ng tin tr¶ vÒ (response set). Dïng phÇn mÒm ®Ó xö lý => bít tÝn hiÖu. • TËp hîp c¸c yªu cÇu tõ CS - command set, • TËp hîp c¸c tr¶ lêi, tr¹ng th¸i - result/response/ reaction set. C¸c c©u lÖnh vµ tr¶ lêi cã syntax riªng (cÊu tróc vµ ng÷ ph¸p). P&I-Ch2: Protocols 18
  19. 2.1. Interface Protocols: 2.1.5. Command & Response (Result) set: Case Studies: lÖnh AT vµ Response Hayes MODEMs: LÖnh: ATDT 1260 ↵ ' Víi nhiÒu Options Tr¶ lêi (reaction) OK [Error] . . . Connect @19200 (result) LÖnh FX Printer: Esc * m, n1, n2; Sel Graph Mode Tham kh¶o c¸c bé lÖnh cña c¸c thiÕt bÞ chuyªn dïng: GPS, Gyrocompass, Digital Oscilloscope, SAGEM, TelSat, Programmer (Hi-Lo System All-11P2)... P&I-Ch2: Protocols 19
  20. 2.1. Interface Protocols: 2.1.5. Command & Response (Result) set: 1 command/response th−êng cã cÊu tróc: o m∙ b¾t ®Çu ký tù riªng nh− @ / # / $/ AT... o m∙ lÖnh, 1..3 bytes/ char, o tham sè lÖnh, 1... n bytes, o m∙ kiÓm tra lçi check sum, CRC (dÔ xö lý) o m∙ kÕt thóc, ký tù riªng. Cã thªm c¸c m∙ (ký tù) ®èi tho¹i/ reaction, [dïng] ký tù ®iÒu khiÓn cña ASCII nh−: ENQ, ACK, NACK, Bell, OK, ERR, BUSY ... P&I-Ch2: Protocols 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2