Bài giảng Chương 2: Giao thức ghép nối (Interfacing Protocols)

Nội dung "Bài giảng Chương 2: Giao thức ghép nối (Interfacing Protocols)" giới thiệu đến bạn đọc về giao thức ghép nối và đặc điểm lập trình I/O. Đây là bài giảng tham khảo hữu ích dành cho các bạn đang học chuyên ngành Công nghệ thông tin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 2: Giao thức ghép nối (Interfacing Protocols) CH. 2 GIAO THỨC GHÉP NỐI (Interfacing Protocols) Bao gồm: - Giao thức ghép nối - Đặc điểm lập trình I/O P&I-Ch2: Protocols 1 2.1. Interface Protocols: • K/n: Là các quy định: – Signals, cable, port, connector, jack… – Data format – Rate – Error detection & correction – Command & Response set – Scenario (kịch bản) ISO 7 layer Model (Ref. Computer networks) Có thể phân chia thành 2 nhóm chính: • 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 1 2.1. INTERFACE PROTOCOLS: 2.1.1. Signals: Khi thiết kế, xây dựng ghép nối máy tính, cần chỳ ý đặc biệt tới tín hiệu theo các yêu cầu: Đối tượng: Analog/Digital - discrete? Digi: trạng tháI của sự vật, hiện tượng… format, ser/par, mức logic… Ana (vật lý): t, F, m, flow, level... => ỏp/dũng điện, tần, biờn pha, R…, dải đo, độ phõn ly, thời gian tỏc động, độ chớnh xỏc, độ lặp lại…gia tri do Nhóm đối týợng (In/Out): cựng kiểu hay vựng địa lý Thiết bị thông minh: Tùy cấp độ: giưa desktop và ES hay EM với device. Centralized or distributed topology Hơn 1 thiết bị? => bus/mạng hay không ? => dùng bit (trường) địa chỉ - tùy từng mặt cắt P&I-Ch2: Protocols 3 • Nếu dùng bus => Standard bus hay không (ISA, I2C, USB... Hay các bus trên chuẩn RS485)? • IDE và LPT - mode 0 cables là bus? tại sao? • Khoảng cách: Xa /gần => Serial vs Parallel, có liên quan tốc độ • Xa: Daisy chain cho t/h hoặc nguồn cấp... • Các tín hiệu điều khiển và trạng thái: – Control signals – Status signals – Handshaking signals - bắt tay P&I-Ch2: Protocols 4 2 • Daisy chain: – Nối các thiết bị có khoảng cách từ vài đến vài chục m, output của port (module) thứ n nối với input của n+1. Đặc biệt ở các Field Buses, có thể lên tới kms – Dùng cho tín hiệu (// & nt), nguồn cung cấp, handshake... – Ví dụ bảng điện tử, 74HC595, A6276, TL7059… P&I-Ch2: Protocols 5 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • Ví dụ 1: PC-LPT handshaking: PC SLCT SLTC_in Line Printer LPT port Hình 2.1.a. LPT handshake Signal P&I-Ch2: Protocols 6 3 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • Ví dụ 2: PC Comm-Modem handshaking - ch.5. Tuy nhiên có thể bắt tay bằng ký tự, không dùng t/h RTS CTS PC 1 Modem or Comm PC 2 Port Comm DTR DSR Port Hình 2.1.b. CommPort Handshake Signals Phương pháp biến đổi tín hiệu: biên, tần, pha, dòng, quang (cáp quang, Ir) P&I-Ch2: Protocols 7 2.1. Interface Protocols: 2.1.1. Signals: • T/c vật lý của tín hiệu: là hàm của thời gian, mức áp/dòng • Direction: In/Out, chú ý về chiều của dòng điện • Voltage/Current/Optical/wave • Chú ý Input Voltage: -0.6V => +0.6V so với nguồn cấp. Nếu dải áp lớn hơn phải dùng diode bảo vệ. Ví dụ bằng hình ảnh. Chú ý về nguồn cấp và mức tín hiệu ngoài, VDD=3.3V và tín hiệu 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: • Single End signal: • Tín hiệu là điện thế so với 1 thế chuẩn, thường là Gnd, ( 0 Volt) • Ví dụ: Các tín hiệu trên bus (data, addr, control), Centronics port/LPT, RS-232 ports, IDEs... • Có n tín hiệu => cần có ít nhất n+1 dây dẫn • Nhạy cảm với nhiễu, tốc độ thấp hơn so với cùng chuẩn P&I-Ch2: Protocols 8 4 • Differential Signal: Tín hiệu vi sai – N tín hiệu => 2 n dây dẫn. Ở phía thu: • (Va-Vb) > 100mV => logic 1, tùy thuộc chuẩn được áp dụng • (Va-Vb) chịu được nhiễu rất tốt vì phía thu: • Uin=k(Va-Vb) => những thành phần giống nhau được loại bỏ. – Khoảng cách lớn, tốc độ cao. – IC: SN75176 của TI là ví dụ – Địa chỉ ứng dụng: USB cable, Profi Bus, Ethernet Cat. 5 Cable P&I-Ch2: Protocols 9 • Ví dụ đối chứng: – RS232: đơn cực, ±12V, 9600bps chỉ dẫn xa được 100 feet (33m) • Mouse, … ghép nối các thiết bị trong PTN, test… • Profibus, USB, Ethernet dùng biến áp xung… • Có thể dùng dây không bọc kim – RS485, ± 5V, 1Mbps, kc lên đến 5000 feet, 1,66km – Ví dụ: • USB, các thiết ...