Komunikace zabudovaných systém z PC

Komunikace zabudovaných systém z PC ●

Způsoby komunikace zabudováních systému z PC

●

Sběrnice pro přenos dat interní a externí ;

●

Sériově sběrnice RS232,SPI,I2C,1-Wire,CAN,USB; .

●

Paralelní port PC. GPIB sběrnice;

●

Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME;

●

Příklady programovaní LPT,COM,USB; V. Kushpil (ÚJF AVCR)

Způsoby komunikace zabudováních systému ZS z PC ●

Realizace přenosu dat ZS a PC drátové nebo bezdrátové přípojení drátové linky nebo radio vlny, světlo, magnetické pole ...

●

Způsob přenosu dat sériový bit za bitem nebo paralelní přenos několik . bitu najednou linky RS232, CAN, I2C, 1Wire... nebo LPT, GPIB, SCSI...

●

Způsob kontroly a uspořádáni dat při přenosu protokoly RS232-HANDSHAKE, CAN-KINGDOM, I2Cmaster/slave, 1-Wire... nebo LPT-SPP/EPP, GPIB-talker /listner, SCSI... V. Kushpil (ÚJF AVCR)

Sběrnice pro přenos dat interní a externí Interní sběrnice (ISA, PCI, SCSI,VME) dovoluj provádět paralelní přenos dat na male vzdáleností (Lmax < 0.5m) (rychlost od 5 MByte/sec)

. Externí sběrnice (RS232,I2C,USB,CENTRONIX)

dovoluj provádět sériový nebo paralelní přenos dat na velké vzdáleností (Lmax > 1m) (rychlost od 110 Byte/sec)

V. Kushpil (ÚJF AVCR)

Sběrnice pro přenos dat interní a externí

.


Sériově sběrnice


Sériově sběrnice RS232 rychlost od 110bit/sec, do 110 Kbit/sec, Lmax 12m (2-8 wires), (single net bus) SPI rychlost 110Kbit/sec, (multi net bus) Lmax do 1m (4 wires) I2C rychlost do 3.4 Mbit/sec, (multi net bus) Lmax 100m (2 wires) 1-Wire rychlost do /sec, (multi net bus) Lmax 750m (1 wires) CAN rychlost do 1Mbit/sec, (multi net bus) Lmax 10 Km (1-2 wires) USB rychlost do 480Mbit/sec, (multi net bus) Lmax 25m (2 wires) V. Kushpil (ÚJF AVCR)

Sériově sběrnice


Sériová sběrnice RS232 Sběrnice kategorie USART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) Standart vznik v 60 letech. Je velice dobře podporován jak na HARDWARE tak na SOFTWARE úrovně Maximum rychlosti přenosu dat 1MHz Asynchronni znamená že není pulzy synchronizace datového toku. T.z. že o časovém rozdíleni dat musí TRANSEIVER a RESEJVER dohodnut před začátkem přenosu. Pro kontrolu a synchronizace datového toku jsou použita START,STOP,PARITY bity.


Sériová sběrnice RS232


Sériová sběrnice SPI (Motorola) Serial Peripheral Interface (SPI) is a 4-wire full-duplex synchronous serial data link: –SCLK: Serial Clock –MOSI: Master Out Slave In -Data from Master to Slave –MISO: Master In Slave Out -Data from Slave to Master –SS: Slave Select


Sériová sběrnice I2C (Philips) (Inter-IC) Originally, bus defined by Philips providing a simple way to talk between IC’s by using a minimum number of pins. A set of specifications to build a simple universal bus guaranteeing compatibility of parts (ICs) from different manufacturers: –Simple Hardware standards –Simple Software protocol standard

•No specific wiring or connectors -most often it’s just PCB tracks •Has become a recognised standard throughout our industry and is used now by ALL major IC manufacturers.


Sériová sběrnice 1-Wire Dallas Semiconductor/Maxim provides a technology called 1-Wire®, that uses a single wire (plus ground) to accomplish both communication and power transmission. A single bus master can feed multiple slaves over a single twisted-pair cable. An important aspect of this technology is that every slave has a globally unique digital address. Data on the 1-Wire net is transferred by time slots. For example, to write a logic one to a slave, the master pulls the bus low for 15μs or less. To write a logic zero, the master pulls the bus low for at least 60μs to provide timing margin for worst-case conditions. A system clock is not required, as each 1-Wire part is self-clocked by its own internal oscillator synchronized to the falling edge of the master.


Sériová sběrnice CAN (Bosch) CAN (Controller Area Network) •Proposed by Bosch for industrial applications) •Relatively complex coding of the messages •Relatively accurate and (usually) fixed timing •All modules participate in every communication •Content-oriented (message) addressing scheme


Sériová sběrnice CAN (2)


Sériová sběrnice USB USB (Universal Serial Bus) •Originally a standard for connecting PCs to peripherals •Defined by Intel, Microsoft, … •Intended to replace the large number of legacy ports in the PC •Single master (= Host) system with up to 127 peripherals •Simple plug and play; no need to open the PC •Standardized plugs, ports, cables •Has over 99% penetration on all new PCs •Adapting to new requirements for flexibility of Host function –New Hardware/Software allows dynamic exchanging of Host/Slave roles –PC is no longer the only system Host. Can be a camera or a printer


Paralelní port PC


Paralelní port PC (2) PORTA PORTB PORTC

Data port Status port Control port

Data port: ● It includes pin 2 to pin 9 with pin names Data-0 to Data- 9 ● It is usually for data output according to old “standard parallel port” standard.

Address

Bit no. 7

Pin Name Data 7

Pin Number Pin 9

Base +0 (e.g. 0×378)

6

Data 6

Pin 8

5

Data 5

Pin 7

4

Data 4

Pin 6

3

Data 3

Pin 5

2

Data 2

Pin 4

1

Data 1

Pin 3

0

Data 0

Pin 2


Paralelní port PC (3) PORTB Status Port Status port is an input only port i.e. Data can’t be output on this port but it can only be read.

Address Base +1 (eg 0×379)

Bit no. 7

Pin Name

Pin Number

Busy

Pin 11 (hardware inverted)

6

Ack

Pin 10

5

Paper Out

Pin 12

4

Select

Pin 13

3

Error

Pin 15

2

Irq

-

1

Reserved

-

0

Reserved

-


Paralelní port PC (3) PORTC Control port Control port is a read / write port. For printer purposes it is write only port.

Address

Base +2 (eg 0×37A or 37AH)

Bit no. 7

Pin Name

Unused

-

6

Unused

-

5

Enable bi-

Pin Number

-

directional

4

Enable Irq Via

-

Ack-line

3

Select printer

Pin 17 (Hardware Inv.)

2

Initialize printer

Pin 16

1

Auto line feed


0

strobe



Paralelní port PC (4) How to access parallel port pins in the software. Parallel port is assigned a unique I/O address which is generally among the following: 1) 378h (mostly the case) 2) 278h (normally found when there are more than one parallel ports) 2)3BCh (Rare case) How to know the port address on your pc • Restart your computer go into BIOS. Then see the address of the port there. • If it is set auto hen there are two options: 1) Explicitly assign an address in the BIOS. 2) Check the address in Windows by going to Control panel System Device Manager  PortsPrinter portProperties Resources Input/Output Range.


Paralelní port PC (5) •

These days starting from PC’s equipped with Pentium processors, the parallel ports have Bi-directional read/write facility.

•

Bi-directional means that you can read byte (8 bits) from parallel port which

•

traditionally was an output only port in the old PC’s. In order to check whether your port is configured for it, restart your PC and go into BIOS see the portion related to the parts. You will find port address as well as its type, usually the options are as follows SPP Bidirectional

standard parallel port not bidirectional standard parallel port with bidirectional facility

EPP

Enhanced Parallel port

ECP

Extended Capabilities parallel port

To accomplish data in through data port you should: 1. set your port to bi-directional, EPP or ECP. 2. write a 1 in bit 5 of control port.


Paralelní port PC (6) SPP (CENTRONIX) standard handshake mode


Paralelní port PC (7) EPP (Enhanced Parallel Port) handshake Write

Read


GPIB sběrnice The GPIB (General Purpose Interface Bus) has become the worldwide standard for connecting instruments to computers. Invented in the 1960s by Hewlett Packard and originally designated as HPIB, the bus specification was eventually adopted by a wide variety of both instrument and computer manufacturers. The original specification was documented and sanctioned by the Institute of Electrical and Electronic Engineers as IEEE-488.


GPIB sběrnice (2)


GPIB sběrnice (3)


GPIB sběrnice (4)


GPIB sběrnice (5)


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME Sběrnice ISA (Industry Standard Architecture) je počítačová sběrnice pro rozšiřující karty, která byla vyvinuta firmou IBM v roce 1981. Sběrnice ISA obsahovala adresovou část, která měla šířku 24 bitů a dokázala tedy adresovat až 16 MB paměti. Kromě paměti bylo možné obsluhovat maximálně 65535 vstupně/výstupních portů pomocí šestnáctibitové I/O sběrnice. Datová část sběrnice měla šířku 16 bitů. Blokový přenos dat byl na počátku řešen tak, že řízení sběrnice převzalo externí zařízení. Později se využilo čtyř až osmi DMA kanálů. Přenos dat probíhal přes synchronní protokol a oscilátor měl časovou základnu 70 ns, což odpovídá taktovací frekvenci 14,285 MHz. Postupem času však byla na trhu ISA používající jednu z 5 základních frekvencí - 4,77 MHz, 8 MHz, 10 MHz, 12 MHz a 16 MHz. V současné době se nové základní desky obsahující ISA sloty nevyrábějí a operační systém Windows Vista jí už standardně nepodporuje.


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME Sběrnice PCI je počítačová sběrnice pro připojení periferií k základní desce, která není omezená na platformu osobních počítačů PC. Používá paralelní přenos dat (šířka 32 nebo 64 bitů) a je orientovaná na přenos zpráv místo přímé komunikace (anglicky message passing). Od zbytku systému je oddělena pomocí PCI mostů, které zprostředkovávají komunikaci s připojenými kartami. V jednom počítači je jedna nebo i více nezávislých PCI sběrnic.


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME Sběrnice SCSI (Small Computer System Interface) je standardní rozhraní a sada příkazů pro výměnu dat mezi externími nebo interními počítačovými zařízeními a počítačovou sběrnicí. SCSI se vyslovuje „skazi“. SCSI se obvykle používá pro připojení pevných disků nebo magnetopáskových jednotek. Pomocí SCSI lze připojit i jiná zařízení např. skenery, jednotky CD-ROM nebo DVD. SCSI se nyní nejčastěji používá u výkonných pracovních stanic nebo serverů. Servery využívající RAID mají téměř vždy disky připojené pomocí SCSI.


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME SCSI is an acronym for Small Computer Systems Interface. It is an ANSI standard that has become one of the leading I/O buses in the computer industry. The foundation of the SCSI standard was laid by Shugart Associates (the same guys that gave the world the first mini floppy disks) when they introduced the SASI bus (Shugart Associates Standard Interface). After some time an industry effort was started to come to a more strict standard allowing devices from different vendors to work together. This effort was recognized in the ANSI SCSI-1 standard. The SCSI-1 standard (approximately 1985) is rapidly becoming obsolete. The current standard is SCSI-2 (see Further reading), with SCSI-3 on the drawing boards.


Sběrnice ISA,PCI,SCSI,VME


Příklady programovaní LPT,COM,USB


Příklady programovaní LPT


Příklady programovaní COM


Příklad programovaní USB


Komunikace zabudovaných systém z PC

Recommend Documents