GIAO TIẾP USB

Chia sẻ: Levan Chi | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

412
lượt xem 143
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

USB (Univeral Serial Bus) là hình thức giao tiếp hữu dụng với tính năng Plug and Play Ra đời từ năm 1996, là kết quả của sự hợp tác của 7 công ty hàng đầu thế giới: Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC, và Northern Telecom.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIAO TIẾP USB

GIAO TIẾP USB USB (Univeral Serial Bus) là hình thức giao tiếp  hữu dụng với tính năng Plug and Play Ra đời từ năm 1996, là kết quả của sự hợp tác  của 7 công ty hàng đầu thế giới: Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC, và Northern Telecom. USB tao cơ hội cho các thiết bị giao tiếp tốc độ  cao: digital camera, multimedia device, telephone device, USB disk, … Giao tiếp song song 1
Mục tiêu của giao tiếp USB Dễ sử dụng:  Plug and Play: tính năng cho phép người  sử dụng không cần tắt máy để cài đặt cấu hình như interrupt, dipswitch, … Bộ điều khiển USB tự phát hiện và nhận  biết khi thiết bị được kết nối hoặc ngắt kết nối. Hỗ trợ truyền dữ liệu thời gian thực:  Ứng dụng này cho phép giao tiếp với các  thiết bị multimedia để truyền tín hiệu âm thanh hoặc hình ảnh Mở rộng Port:  USB cung cấp 1 giải pháp mở rộng port  cho phép tối đa 127 thiết bị kết nối cùng lúc với 1 PC Với tốc độ kết nối mở rộng lên đến  12Mbps, nhưng mục tiêu của USB là dành cho các thiết bị tốc độ thấp và trung bình như: keyboard, mice, modem, scanner,… Các chuẩn giao tiếp  USB 1.0  USB 1.1  USB 2.0  Giao tiếp song song 2
Port kết nối USB Có 2 loại thông dụng: loại A và  loại B Loại A: thường dùng kết nối  upstream (trên PC) Loại B: thường dùng kết nối  downstream (trên thiết bị) Giao tiếp song song 3
Port kết nối USB (tt) Tín hiệu logic trên USB: sử dụng mã  NRZI Logic ‘1’:  D+ >2.8V  D
Tốc độ kết nối USB Để báo tốc độ sẽ kết nối thiết bị USB  phải có điện trở 1.5k kéo lên nguồn ở ngõ D+ hoặc D Điện trở kéo lên này cũng dùng để host  biết sự hiện hữu của thiết bị Để chọn tốc độ Full speed (12MBit/s),  điện trở 1.5k được kéo lên 3.3V ở ngõ D+ Giao tiếp song song 5
Tốc độ kết nối USB Để chọn tốc độ Low speed  (1.5Mbit/s), điện trở 1.5k được kéo lên 3.3V ở ngõ D Một số thiết bị có điện trở được  xây dựng mạch bán dẫn, có thể điều khiển bằng firmware Giao tiếp song song 6
Nguồn điện cung cấp Một lợi điểm quan trọng của  thiết bị USB là không cần nguồn cấp điện bên ngoài mà được cấp từ host Thiết bị USB có 3 chế độ  nguồn: Low power: dòng cung cấp  100mA, điện áp trong khoảng 4.4V 5.25V High power: dòng cung cấp tối  đa 500mA, điện áp bus từ 4.75V5.25V Self power: thiết bị được cấp  nguồn từ bên ngoài Giao tiếp song song 7
Các kiểu truyền Có 4 kiểu truyền USB:  Control transfer: truyền 2 hướng  hỗ trợ cài đặt, truyền thông tin giữa host và  function Gồm 3 giai đoạn: setup, data, status  Mục đích truyền thông tin khi thiết bị bắt đầu kết  nối với host Isochronous transfer:  truyền 1 hướng hoặc 2 hướng  mục đích truyền dữ liệu với tốc độ cố định, bỏ  qua lỗi Ví dụ: truyền voice qua USB  Interrupt transfer:  Chỉ truyền 1 hướng đi vào host  Mục đích truyền dữ liệu nhỏ, không liên tục  Ví dụ: thiết bị sử dụng interrupt như keyboard,  mouse Bulk transfer:  truyền 1 hướng hoặc 2 hướng  mục đích truyền dữ liệu lớn, chính xác, không  khắc khe về thời gian Ví dụ: scanner, printer, USB disk  Giao tiếp song song 8
Các loại gói dữ liệu (packet) Việc truyền dữ liệu cổng USB  luôn được khởi động từ host Dữ liệu truyền đi gồm 5 loại gói  (packet): Token packet: báo mode truyền  Start of Frame packet: chỉ thị bắt  đầu 1 khung mới Data packet: chứa dữ liệu được  truyền đi Handshake packet: dùng để xác  nhận dữ liệu và báo lỗi Special packet: dùng để báo tốc độ  mà host muốn truyền Giao tiếp song song 9
TOKEN packet SYNC PID ADDR ENDP CRC 8 bit 8 bit 7 bit 4 bit 5 bit SYNC: byte đồng bộ tín hiệu clock, thường  chọn 01h PID (Packet identifier): cho biết loại packet  Giao tiếp song song 10
TOKEN packet PID: có 4 bit ở vị trí nửa byte cao,  4 còn lại là bù của 4 bit ID dùng để kiểm tra ADDR: xác định địa chỉ của thiết  bị ENDP: xác định kênh vào của  thiết bị CRC (Cyclic Redundancy  Check): gồm 5 bit kiểm tra Giao tiếp song song 11
Data packet SYNC PID DATA CRC 8 bit 8 bit n bytes 16 bit DATA: có 2 loại DATA0, DATA1, có  thể có chiều dài từ 0 đến 1023 byte Start of Frame Packet SYNC PID Frame CRC number 8 bit 8 bit 11 bit 5 bit SOF packet được truyền bởi host sau mỗi 1ms Giao tiếp song song 12
Handshake packet SYNC PID 8 bit 8 bit Có 3 loại Handshake packet  được xác định bởi ID: ACK: xác nhận gói đã nhận thành  công NAK: báo cáo thiết bị không thể  nhận hoặc gửi gói dữ liệu STALL: yêu cầu sự can thiệp từ host  Giao tiếp song song 13
Special packet SYNC PID 8 bit 8 bit Có 4 loại Special packet được xác định  bởi ID: PRE: yêu cầu mode truyền tốc độ thấp  ERR: báo lỗi  Plit: chia dữ liệu truyền  Ping: dùng để kiểm tra đường truyền  Giao tiếp song song 14
Control transfer (truyền điều khiển) Việc truyền điều khiển gồm 3 bước:  Setup stage  Data stage  Status stage  Setup stage: gồm 3 gói packet  Token: truyền địa chỉ và end point  Data: luôn truyền dữ liệu Data0 cài đặt kích  thước dữ liệu Handshake: để báo nhận thành công hoặc  báo lỗi Giao tiếp song song 15
Control transfer (tt) Data stage: gồm 3 gói packet  Token: báo hướng truyền IN hoặc OUT  Data: các byte dữ liệu được truyền  Handshake: xác nhận thành công hoặc báo  lỗi truyền Giao tiếp song song 16
Control transfer (tt) Status stage: báo trạng thái  truyền có 2 trường hợp xảy ra  IN: khi host nhận dữ liệu  OUT: khi host gửi dữ liệu  Giao tiếp song song 17
Setup stage Data stage Status stage
Isochronous transfer Khi host truyền 1 gói IN token, thiết bị  sẽ truyền dữ liệu tới host Nếu host truyền OUT token, thiết bị sẽ  chặn data tới host ngay sau đó Không có quá trình handshake trong  Isochronous transfer Bulk transfer Truyền tương tự như Isochronous  transfer ngoại trừ có thêm chu kỳ Handshake sau chu kỳ dữ liệu để bảo đảm dữ liệu chính xác Có 3 tín hiệu bắt tay  ACK: nếu dữ liệu nhận được không có lỗi  NAK: báo rằng thiết bị không thể thực hiện  được yêu cầu từ host STALL: báo rằng có lỗi trên thiết bị và yêu  cầu can thiệp phần mềm từ host Giao tiếp song song 19
Interrupt transfer Tương tự như việc truyền  kiểu Bulk transfer ngoại trừ chỉ có IN token Khi nhận được IN token, thiết  bị truyền dữ liệu về host Nếu thiết bị không có dữ liệu  ngắt trả về thì báo NAK Nếu thiết bị bị trì hoãn hoặc  yêu cầu can thiệp phần mềm từ host thì báo STALL Giao tiếp song song 20