Поиск по базе сайта:
Usb (Universal Serial Bus універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури рс, орієнтованим на інтеграцію з телефонією І пристроями побутової електроніки. Версія 1 icon

Usb (Universal Serial Bus універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури рс, орієнтованим на інтеграцію з телефонією І пристроями побутової електроніки. Версія 1




Скачати 132.81 Kb.
НазваUsb (Universal Serial Bus універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури рс, орієнтованим на інтеграцію з телефонією І пристроями побутової електроніки. Версія 1
Дата конвертації15.11.2012
Розмір132.81 Kb.
ТипДокументи
1. /AKC/БЛАНК_контролю_нау.doc
2. /AKC/КОНТРОЛЬНА_АКС.doc
3. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/01_ЛЕКЦIЯ__1.doc
4. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/02_ЛЕКЦIЯ__2.doc
5. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/03_ЛЕКЦIЯ__3.doc
6. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/04_ЛЕКЦIЯ__4.doc
7. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/05_ЛЕКЦIЯ__5.doc
8. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/06_ЛЕКЦIЯ__6.doc
9. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/07_ЛЕКЦIЯ__7.doc
10. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/01_x86.doc
11. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/02_Поколiння_процесорiв_з_1_по_7.doc
12. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/03_Процесори_молодших_поколiнь.doc
13. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/04_Мiкропроцесори_шостого_поколiння.doc
14. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/05_Архiтектура_IA64.doc
15. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/06_Огляд_сучасних_процесорiв.doc
16. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/_00_ЛЕКЦIЯ__8.doc
17. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/_ПРОЦЕСОРИ_мат.doc
18. /AKC/ЛЕКЦIф_м1/ЛЕКЦIЯ__8_процесори/_Типи процесорiв.doc
19. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_01_ОРГАНIЗАЦ_ПАМ+.doc
20. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_02_ДИНАМIЧНА_ПАМ+.doc
21. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_03_ТАЙМIНГИ+.doc
22. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_а_ЛЕКЦIЯ_ОП.doc
23. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_б_ЛЕКЦIЯ_Таймiнги.doc
24. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_10/10_в_ЛЕКЦIЯ_Огляд_ОП.doc
25. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_00_Фiзична структура HDD.doc
26. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_01_НАКОПИЧУВАЧI_+.doc
27. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_02_ЛЕКЦIЯ_RAID_.doc
28. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_02_ПРИСТР_ЗБЕРЕЖ_ДАНИХ_1+.doc
29. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_03_IDE.doc
30. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_11/11_04_SCSI_.doc
31. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_12/12_01_ШИНИ_розширення.doc
32. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_12/12_01а_PCI.doc
33. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_12/12_01б_PCI_express.doc
34. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_00_Iнтерфейси.doc
35. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_01_СОМ.doc
36. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_02_LPT.doc
37. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_03+06_Iнтерфейси.doc
38. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_04_USB+FireWire.doc
39. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_05_Fibre Channel.doc
40. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_07_Bluetooth.doc
41. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_13/13_08_IrDa.doc
42. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_14/14_00_Вiдесистема.doc
43. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_14/14_00_вiдеоадаптер.doc
44. /AKC/ЛЕКЦIф_м2/ЛЕКЦIЯ_14/14_01_Аудио_ГУК_Р12.doc
45. /AKC/ПИТАННЯ+модуль2+акс.doc
46. /AKC/ПИТАННЯ_МОДУЛЬ_ь1+.doc
47. /AKC/тесты с ответами.doc
Національний авіаційний унуверситет
Завдання на контрольну роботу завданям курсової роботи з дисципліни «Архітектура комп’ютерних систем»
Тема 1 Класичні основи побудови еом. Покоління комп’ютерів
Тема 2 Основні архітектури кс
Тема: Системні ресурси Системними ресурсами
Тема: Системні ресурси. (продовження) Система переривань
Тема: Системні ресурси (продовження) Прямий доступ до пам'яті dma
1. Поняття системної плати
Тема організація введення-виведення І bios
X86 Intel 80x86
Архітектура і мікроархітектура процесорів. Покоління процесорів
Мікропроцесори фірми Intel молодших поколінь
Мікропроцесори шостого покоління
Архітектура ia-64
Arhitektura komp system
Рис 1 Верхній рівень структурної організації комп‘ютера
Зміст Введення
Тип процессора Микро-архитектура
Підсистеми пам'яті
Динамічне озп. Конструктивні особливості
Таймінги пам'яті поняття «таймінгів»
Тема 12. Класифікація запам’ятовуючих пристроїв. Типи оперативної пам’яті план лекції Поняття «пам’ять еом»
Тема 13. Таймінги
Arhitektura komp system
Тема 14. Фізична структура жорсткого диску
Жорсткі диски. Введення 2 Фізичний пристрій жорсткого диска 2
Raid-масиви початкового рівня Що таке raid?
Устройства хранения данных
Интерфейс ide ata/atapi и sата
Arhitektura komp system
8. pci/pci-x
Шини pci/pci-x
Шина pci express Шина pci express
Usb fireWire ps/2 ata (ide)/ атарі
Інтерфейс rs-232C — com-порт
Паралельний інтерфейс — lpt-порт
Універсальна послідовна шина
Usb (Universal Serial Bus універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури рс, орієнтованим на інтеграцію з телефонією І пристроями побутової електроніки. Версія 1
Fibre Channel Fibre Channel
Arhitektura komp system
Arhitektura komp system
Arhitektura komp system
Тема 11. Відеоадаптер
Img src= 44 html 2f3a33e
Питання до модуля №2
2) Основні компоненти машини фон Неймана 3) Які покоління комп’ютерів характеризуються децентралізацією управління процедурами вводу-виводу (системи переривання програм)
Які принципи програмно-керованих еом не використовувалися Нейманом

05_USB

Шина USB

USB (Universal Serial Bus — універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури РС, орієнтованим на інтеграцію з телефонією і пристроями побутової електроніки. Версія 1.0 була опублікована на початку 1996 року, більшість пристроїв підтримують версію 1.1, яка вийшла восени 1998 років, — в ній були усунені виявлені проблеми першої редакції. Весной 2000 років опублікована специфікація USB 2.0, в якій передбачено 40-кратне підвищення здібності шини. Спочатку (у версіях 1.0 і 1.1) шина забезпечувала дві швидкості передачі інформації: повна швидкість FS (full speed) — 12 Мбіт/с і низька швидкість LS (Low Speed) — 1,5 Мбіт/с. У версії 2.0 визначена ще і висока швидкість HS (High Speed) — 480 Мбіт/с, яка дозволяє істотно розширити круг пристроїв, що підключаються до шини. У одній і тій же системі можуть бути присутніми і одночасно працювати пристрої зі всіма трьома швидкостями. Шина з використанням проміжних хабів дозволяє сполучати пристрої, віддалені від комп'ютера на відстань до 25 м.

Шина USB є хост-центрічною: єдиним провідним пристроєм, який управляє обміном, є хост-комп'ютер, а всі приєднані до неї периферійні пристрої — виключно ведені. Фізична топологія шини USB — багатоярусна зірка. Її вершиною є хост-контроллер, об'єднаний з кореневим хабом (root hub), як правило, двопортовим.

На відміну від шин розширення (ISA, PCI, РС Card), де програма взаємодіє з пристроями за допомогою звернень по фізичних адресах елементів пам'яті, портів введення-виводу, перериванням і каналам DMA, взаємодія додатків з пристроями USB виконується лише через програмний інтерфейс. Цей інтерфейс, що забезпечує незалежність звернень до пристроїв, надається системним ПО контроллера USB.

На відміну від громіздких дорогих шлейфів паралельних шин AT А і особливо шини SCSI з її різноманітністю роз'ємів і складністю правил підключення, кабельний простір USB простий і витончений. Кабель USB містить одну екрановану виту пару з імпедансом 90 Ом для сигнальних ланцюгів і одну неекрановану для подачі живлення (+5 В), допустима довжина сегменту — до 5 м. Для низької швидкості може використовуватися невитий неекранований кабель завдовжки до 3 м-коду (він дешевший).



Шина USB є хост-центрічною апаратно-програмною системою підключення безлічі периферійних пристроїв. Хост-центрічність розуміється в декількох аспектах:

  1. хост відповідає за конфігурацію всіх пристроїв;

  2. хост управляє всіма обмінами (транзакціями) на шині;

  3. обмін інформацією можливий лише між хостом (його пам'яттю) і пристроями — однорангової взаємодії пристроїв шина USB не дозволяє.




Нижче перераховані компоненти апаратної частини USB:

  1. Периферійні пристрої USB виконують корисні функції (Usb-functions).

  2. Хост-контроллер (host controller) забезпечує зв'язок шини з ядром комп'ютера. Хост-контроллер об'єднується з кореневим хабом (root hub), організуючим точки підключення пристроїв USB. Існує 2 варіанти хост-контроллерів USB 1.x — універсальний (Universal Host Controller, UHC) і відкритий (Open Host Controller, OHC). Обидва варіанти підтримують швидкості FS/LS; високу швидкість шини USB 2.0 (HS і лише) підтримує розширений хост-контроллер (Enhanced Host Controller, EHC).

  3. Хаби USB (USB hubs) забезпечують додаткові точки підключення пристроїв.

  4. Кабелі USB сполучають пристрої з хабами.

Нижче перераховані компоненти програмної частини USB:

  1. Клієнтське ПО (Client Software, Csw) — це драйвери пристроїв USB, що забезпечують доступ до пристроїв з боку прикладного ПО. Драйвери взаємодіють з пристроями лише через програмний інтерфейс із загальним драйвером USB (USBD). Безпосереднього звернення до яких-небудь регістрів апаратних засобів драйвери пристроїв USB не виконують.

  2. Драйвер USB (USB Driver, USBD) «завідує» всіма пристроями USB системи, їх нумерацією, конфігурацією, наданням служб, розподілом пропускної спроможності шини, потужності живлення і тому подібне

  3. Драйвер хост-контроллера (Host Controller Driver, HCD) перетворить запити вводу-виводу в структури даних, розміщені в комунікаційної області оперативної пам'яті, і звертається до регістрів хост-контроллера. Хост-контроллер виконує фізичні транзакції, використовуючи ці структури даних.

Роботою всіх пристроїв шини USB управляє хост-контроллер — програмно-апаратна підсистема хост-комп'ютера. Хост-контроллер є інтелектуальним пристроєм шини PCI або складовою частиною «південного» хаба (моста) системної плати, що інтенсивно взаємодіє з оперативною пам'яттю.

Модель передачі даних

Архітектура USB допускає чотири базові типи передач даних між хостом і периферійними пристроями:

  1. Ізохронні передачі (isochronous transfers) — потокові передачі в реальному часі, що займають заздалегідь погоджену частину пропускної спроможності шини з гарантованим часом затримки доставки. На повній швидкості (FS) можна організувати один канал із смугою до 1,023 Мбайт/с (або два по 0,5 Мбайт/с), зайнявши 70 % доступної смуги (залишок можна зайняти і менш ємкими каналами). На високій швидкості (HS) можна отримати канал до 24 Мбайт/с (192 Мбіт/с). Надійність доставки не гарантується — в разі виявлення помилки ізохронні дані не повторюються, недійсні пакети ігноруються. Шина USB дозволяє за допомогою ізохронних передач організовувати синхронні з'єднання між пристроями і прикладними програмами. Ізохронні передачі потрібні для потокових пристроїв: відеокамер, цифрових аудіопристроїв (колонки USB, мікрофон), пристроїв відтворення і запису аудіо- і відеоданих (CD і DVD). Відеопотік (без компресії) шина USB здатна передавати лише на високій швидкості.

  2. Переривання (interrupts) — передачі спонтанних повідомлень, які повинні виконуватися із затримкою не більшою, ніж вимагає пристрій. Межа часу обслуговування встановлюється в діапазоні 10-255 мс для низької і 1-255 мс для повної швидкості. На високій швидкості можна замовити і 125 мкс. Доставка гарантована, при випадкових помилках обміну виконується повтор (правда, при цьому час обслуговування збільшується). Переривання використовуються, наприклад, при введенні символів з клавіатури або передачі повідомлень про переміщення миші. Перериваннями можна передавати дані і до пристрою (як тільки пристрій сигналізує про потребу в даних, хост своєчасно їх передає). Розмір повідомлення може складати 0-8 байт для низької швидкості, 0-64 байт — для повної і 0-1024 байт — для високої швидкості передачі.

  3. Передачі масивів даних (bulk data transfers) — це передачі без яких-небудь зобов'язань по своєчасності доставки і за швидкістю. Передачі масивів можуть займати всю смугу пропускання шини, вільну від передач інших типів. Пріоритет цих передач найнижчий, вони можуть припинятися при великому завантаженні шини. Доставка гарантована — при випадковій помилці виконується повтор. Передачі масивів доречні для обміну даними з принтерами, сканерами, пристроями зберігання і тому подібне.

  4. Управляючі передачі (control transfers) використовуються для конфігурації пристроїв під час їх підключення і для управління пристроями в процесі роботи. Протокол забезпечує гарантовану доставку даних і підтвердження пристроєм успішності виконання команди, що управляє. Передача, що управляє, дозволяє подати пристрою команду (запит, можливо, з додатковими даними) і отримати на нього відповідь (підтвердження або відмова від виконання запиту і, можливо, дані). Тільки управляючі Передачі на USB забезпечують синхронізацію запитів і відповідей; у останніх типах передач явної синхронізації потоку введення з потоком виводу немає.

Запити, пакети і транзакції

Для передачі або прийому даних клієнтське ПЗ посилає каналу пакет запиту вводу-виводу (Input/output Request, IRP) і чекає повідомлення про завершення його відробітку. Обробкою запиту у вигляді транзакцій на шині USB займається драйвер USBD; він при необхідності довгі запити розбиває на частини (пакети), придатні для передачі за одну транзакцію. Транзакція на шині USB — це послідовність обміну пакетами між хостом і ПП, в ході якої може бути переданий або прийнятий один пакет даних (можливі транзакції, в яких дані не передаються).

Обробка запиту вважається завершеним в разі успішного виконання всіх пов'язаних з ним транзакцій. Довгі запити розбиваються на транзакції так, щоб розмір пакету був максимальним. Останній пакет із залишком може виявитися коротше за максимальний розмір. Хост може вважати короткий пакет або роздільником, вказуючим на кінець блоку даних, або ознакою помилки, по якій канал зупиняється.

Канали

Комунікаційні канали USB розділяються на 2 типи:

  1. Потоковий канал (streaming pipe) доставляє дані від одного кінця каналу до іншого, він завжди однонаправлений. Передачі даних в різних потокових каналах один з одним не синхронізовані. Якщо під час виконання якого-небудь запиту відбувається серйозна помилка, потік зупиняється. Потік може реалізовувати передачі масивів, ізохронні передачі і переривання.

  2. Канал повідомлень (message pipe) є двонаправленим. Передачі повідомлень в зустрічних напрямах синхронізовані один з одним і строго впорядковані. На кожне повідомлення протилежна сторона зобов'язана відповісти підтвердженням його прийому і обробки

Кадри і мікрокадри

Хост організовує обміни з пристроями згідно зі своїм планом розподілу ресурсів. Для цього хост-контроллер циклічно з періодом 1 мс формує кадри (frames), в які укладаються всі заплановані транзакції . Кожен кадр починається з посилки пакету-маркера SOF. Кадри нумеруються послідовно, в маркері SOF передаються 11 молодших бітів номера кадру. У режимі HS кожен кадр ділиться на 8 мікрокадрів, і пакети SOF передаються на початку кожного мікрокадру (з періодом 125 мкс). При цьому у всіх восьми мікрокадрах SOF несе один і той же номер кадру; нове значення номера кадру передається в нульовому мікрокадрі. У кожному кадрі (мікрокадрі) може бути виконане декілька транзакцій, їх допустиме число залежить від швидкості, довжини поля даних кожній з них, а також від затримок, що вносяться кабелями, хабамі і пристроями. Всі транзакції кадрів мають бути завершені до початку інтервалу часу EOF (End of Frame).



Кадрування використовується і для забезпечення живучості шини. В кінці кожного кадру (мікрокадру) виділяється інтервал часу EOF, на час якого хаби забороняють передачу у напрямку до контроллера. Якщо хаб виявить, що з якогось порту в цей час ведеться передача даних (до хосту), цей порт відключається, ізолюючи «балакучий» пристрій, про що інформується USBD.

Хост планує завантаження кадрів так, щоб окрім запланованих ізохронних транзакцій і переривань в них завжди знаходилося місце для транзакцій управління. Вільний час кадрів може заповнюватися передачами масивів.

Пропускна спроможність і спільна робота пристроїв з різними швидкостями

До однієї шини USB можна підключати пристрої, що працюють на швидкостях передачі, що істотно розрізняються. Щоб забезпечити раціональний розподіл часу кадрів (мікрокадрів), для кожної з швидкостей прийняті відповідні обмеження на максимальну довжину поля даних пакету. З цих обмежень витікають обмеження досяжної пропускної спроможності пристроїв і шини в цілому:

  1. На низькій швидкості (LS), що становить 1,5 Мбіт/с, в пакеті може бути не більше 8 байт даних, при цьому двохстадійна транзакція управління (без фази даних) займає 30 % кадру, а транзакція переривання — 14 %. Максимальна швидкість обміну з однією крапкою не перевищує 8 Кбайт/с.

  2. На повній швидкості (FS), що становить 12 Мбіт/с, поле даних для ізохронних обмінів містить до 1023 байт (транзакція займає 69 % кадру), максимальна швидкість кінцевої крапки складає 1023 Кбайт/с. Для решти типів допустима довжина до 64 байт (5 % кадру). При цьому, якщо з кінцевою крапкою в кожному кадрі виконується одна транзакція, досягається швидкість 64 Кбайт/с. У один кадр може уміщатися до 19 таких транзакцій, що відповідає сумарній пропускній спроможності шини 1,216 Мбайт/с. В принципі така пропускна спроможність може дістатися і одному пристрою (його кінцевій крапці), якщо інші пристрої неактивні.

  3. На високій швидкості (HS), що становить 480 Мбіт/с, поле даних містить до 3 х 1024 байт для переривань і ізохронних обмінів (14 % мікрокадру), максимальна швидкість кінцевої крапки складає 24,576 Мбайт/с. Для передач масивів і передач, що управляють, допустимий розмір до 512 байт (7-8 % мікрокадру), швидкість при одній транзакції в мікрокадрі складає 4,096 Мбайт/с. На практиці одній крапці для передач масивів може діставатися пропускна спроможність близько 24 Мбайт/с (при розторопному хост-контроллері і неактивності інших пристроїв). Сумарна пропускна спроможність шини може досягати 53,2 Мбайт/с.

Приведені значення максимальної сумарної пропускної спроможності шини досягаються лише в ідеалі. Реально вони нижчі, оскільки транзакції можуть виконуватися довше із-за необхідності передачі додаткових вставлених бітів (у гіршому разі вони подовжують пакети в 7/6 разів), а також затримок в кабелях і хабах.

USB без ПК — розширення OTG

Протокол шини USB орієнтований на суто підлеглі стосунки: всіма транзакціями зі всіма підключеними пристроями управляє хост — як правило, це ПК з контроллером USB. Жодного рівноправ'я в стосунках на шині USB бути не може, проте у ряді випадків хотілося б обійтися і без комп'ютера. Практично всі периферійні пристрої USB мають вбудовані мікроконтроллери, і функціональні можливості цих мікроконтроллерів неухильно зростають. Периферійний пристрій, що має навіть прості засоби діалогу з користувачем, сповна може узяти на себе функції, що управляють, в плані організації транзакцій USB. Функції такого міні-хоста можна спростити, якщо орієнтуватися на двоточкове з'єднання пари пристроїв без проміжних хабів. В цьому випадку міні-хосту залишається лише ідентифікувати один підключений пристрій, і якщо йому відомо, як цей пристрій можна використовувати, конфігурувати його. Завдання планерування транзакцій лише з одним пристроєм набагато простіше загального завдання «великого» хоста і хост-контроллера. Саме на створення таких спрощених зв'язків пари пристроїв націлено розширення OTG (On-the-go — зв'язок «на ходу»).

Шина FireWire

Високопродуктивна послідовна шина (high performance serial bus) IEEE 1394 — Firewire створювалася як дешевша і зручніша альтернатива паралельним шинам (SCSI) для з'єднання рівнорангових пристроїв. Шина без додаткової апаратури (хабв) забезпечує зв'язок до 63 пристроїв. Пристрої побутової електроніки — цифрові камкордери (записуючі відеокамери), камери для відеоконференцій, фотокамери, приймачі кабельного і супутникового телебачення, цифрові відеоплеєри (CD і DVD), акустичні системи, цифрові музичні інструменти, а також периферійні пристрої комп'ютерів (принтери, сканери, пристрої дискової пам'яті) — і самі комп'ютери можуть об'єднуватися в єдину мережу. Шина не вимагає управління з боку комп'ютера. Шина підтримує динамічне реконфігурування — можливість «гарячого» підключення і відключення пристроїв. Події підключення-відключення викликають скидання і повторну ініціалізацію: визначення структури шини (дерева), призначення фізичних адрес всім вузлам і, якщо потрібний, обрання провідного пристрою (майстри) циклів, диспетчера ізохронних ресурсів і контроллера шини. Менш ніж через секунду після скидання всі ресурси стають доступними для подальшого використання, і кожен пристрій має повне уявлення про всі підключені пристрої і їх можливості. Завдяки наявності ліній живлення інтерфейсна частина пристрою може залишатися підключеною до шини навіть при відключенні живлення функціональної частини пристрою.

За ініціативою VESA шина позиціює як основа «домашньої мережі», об'єднуючої всю побутову і комп'ютерну техніку в комплекс. Ця мережа є одноранговою (peer-to-peer), ніж істотно відрізняється від USB. Стандарт IEEE 1394 має ряд сумісних реалізацій під різними назвами: Firewire, iLink, Digital Link, Multimedia Connection. Найчастіше використовується розроблена фірмою Apple шина Firewire, на основі якої і з'явився стандарт.

Специфікації

Стандарт IEEE 1394-1995 визначає архітектуру шини, засновану на трирівневій моделі, і протоколи, що забезпечують автоматичну конфігурацію, арбітраж і передачу ізохронного і асинхронного трафіків. У стандарті визначено три можливі швидкості передачі сигналів по кабелях: 98.304, 196.608 і 393.216 Мбіт/с, які округлюють до 100, 200 і 400 Мбіт/с і позначають як S100, S200 і S400 відповідно. Стандартізовани кабель і 6-контактний роз'єм, що дозволяє передавати сигнали та живлення.

На додаток IEEE 1394a (2000 р.) введений ряд удосконалень:

  1. Підвищена ефективність використання шини (прискорене скидання, прискорений арбітраж, конкатенація пакетів, передаваних на різних швидкостях).

  2. Введений мініатюрний 4-контактний роз'єм (без живлячих ліній).

  3. Розширені засоби управління енергоспоживанням і введена можливість призупинення і заборони портів. Введена можливість спілкування з регістрами фізичного рівня видаленого вузла.

Нових швидкостей в цьому стандарті не з'явилося; зміни вводилися з врахуванням забезпечення зворотної сумісності з пристроями, що відповідають вихідному стандарту.

Доповнення IEEE 1394b (2002 р.) в основному стосуються підвищення швидкості і дальності передачі:

  1. Введений новий метод сигналізації (бета-сигналізація). У цьому методі використовуються пара зустрічних однонаправлених ліній і відповідний бета-режим роботи портів із старими і новими (S800, S1600) швидкостями (планується і S3200).

  2. Введений мініатюрний 9-контактний роз'єм (для швидкостей до 3,2 Гбіт/с з подачею живлення).

  3. Введені нові типи середовища передачі (для бети-режиму):

    1. пара пластикових (скляних) оптич. волокон для відстаней до 50 або до 100 м-коду.

    2. кабель Utp-5 (використовуються 2 пари) з роз'ємами Rj-45 для відстаней до 100 м-коду з трансформаторною гальванічною розв'язкою.

  4. Введений новий метод арбітражу (BOSS), що підвищує ефективність використання пропускної спроможності шини за рахунок виключення простоїв шини (зазорів арбітражу).

Сумісність з 1394 і 1394а забезпечується «двомовними» фізичними рівнями, здатними працювати з різними методами сигналізації на різних портах однієї шини. При цьому можлива побудова гібридної шини, що складається з одного або декількох «хмар» вузлів з бетою-сигналізацією, зв'язаних один з одним фрагментами з традиційною сигналізацією.

Передача даних

Шина IEEE 1394 підтримує два типів передач даних:

  1. Асинхронні передачі без яких-небудь вимог до швидкості і затримки доставки. Цілісність даних контролюється CRC-кодом, гарантовану доставку забезпечує механізм квитування і повторів. Асинхронна передача може бути направленою і широкомовною:

    1. направлена асинхронна передача адресується конкретному вузлу і виконується з квитуванням, що дозволяє організувати гарантовану надійну доставку.

    2. широкомовна асинхронна передача адресується всім вузлам і виконується без квитування (і без гарантії доставки).

  2. Ізохронні передачі з гарантованою пропускною спроможністю, але без забезпечення надійної доставки. Ізохронні передачі ведуться широкомовно і адресуються через номер каналу, передаваний в кожному пакеті. Цілісність даних контролюється crc-кодом, але квитування і повтори не застосовуються.

Арбітраж

Арбітраж визначає, якому з вузлів, що запрошують передачу, надається це право. Арбітраж забезпечує гарантовану пропускну спроможність для ізохронних передач і справедливе надання доступу вузлам для асинхронних транзакцій. Арбітраж на шині IEEE 1394 виконується перед посилкою будь-якого пакету запиту (синхронного або ізохронного) або відповіді. Надаються наступні сервіси арбітражу:

  • справедливий арбітраж (fair arbitration service) — передача звичайних асинхронних пакетів;

  • пріоритетний арбітраж (priority arbitration service) — передача пакетів початку циклу і пріоритетних асинхронних пакетів;

  • негайний арбітраж (immediate arbitration service) — передача пакетів квитування;

  • ізохронний арбітраж (isochronous arbitration service) — передача ізохронних пакетів.

Пріоритет в арбітражі на шині IEEE 1394 визначається тривалістю зазору арбітражу (arbitration gap) — часом, протягом якого вузол спостерігає спокій шини перед початком передачі запиту арбітражу. Чим менше цей зазор, тим більше шансів у вузла отримати право на передачу.

Потокові передачі можуть бути ізохронними і асинхронними. У обох випадках використовуються пакети одного і того ж формату, але є різниця в організації:

  1. Ізохронні передачі виконуються в спеціально виділеному періоді циклу, право на їх передачу виходить з коротким зазором арбітражу. Для використання ізохронних передач вузол повинен отримати у диспетчера ізохронних ресурсів номер каналу і виділену смугу пропускання шини (максимальний час передачі пакету).

  2. Асинхронні передачі виконуються в час циклу, що залишився. Для них у диспетчера ізохронних ресурсів запрошується лише номер каналу. Смуга пропускання асинхронного потокового каналу не нормується.

Якщо канал і смугу отримати не вдалося, вузол може періодично повторювати запити. Коли ізохронний обмін стає не потрібним вузлу, він повинен звільнити свою смугу і номер каналу, щоб цими ресурсами змогли скористатися інші пристрої. Обмін інформацією, що управляє, з диспетчером виробляється асинхронними транзакціями.






Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації