第十二章總線ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 D 高 /低速 USB收發器 (主機或集線器端口 ) 低速 USB收發器 (低速設備 ) +5vdc D+ D 地 15KΩ 15KΩ +~ D+ D USB數據線 USB數據線 USB接口插頭采用方形插座及插頭，它有9針及 4 針兩種形式。 4針 USB接口外形如圖示。其插針的針腳定義如下。 引腳 1 引腳 2 引腳 3 引腳 4 4針引腳的 USB接頭外設 9針 USB接口引腳定義： 1. +5V 2. DATA0 3. DATA0+ 4. GND 5. NONE 6. +5V 7. DATA1 8. DATA1+ 9. GND 4針 USB接口引腳定義： 1. +5V電源引腳 (Vcc) 2. 數據輸入 /數據同步引腳 (RD) 3. 信號接地引腳 (GND) 4. 數據輸出 /時鐘同步引腳 (TD) 在現代的微型計算機系統中廣泛采用的是 4針引腳的 USB接口接頭。 三、 USB總線組成結構 USB主控系統功能由硬件層和軟件層所組成。 客戶驅動程序 通用主控驅動程序 (HCD) 通用串行總線驅動程序 (USBD) 通用主控程序 (HC) USB設備 系統軟件 系統硬件 通用主控制接口 (UHCI) 通用串行總線 (USB)系統功能結構圖 1. 客戶驅動軟件層 位于微機上的該軟件層用于與某一特定的USB設備進行通信，該客戶軟件通常作為操作系統的一部分或由 USB設備制造商提供。 2. USB驅動程序層 該層是某一特定操作系統中支持 USB設備操作的 USBD軟件系統。 該驅動程序為 USB主控硬件與 USBD之間的軟件層，用于 USB硬件為 USBD解釋 /建立幀列表等，用于主控制器中客戶軟件與 USB設備進行點對點的數據通信。 4. 控制器 USB主控制器由 HCD軟件層進行管理，按 HCD產生的指令列表執行。 根據命令產生串行總線令牌和 /數據包，啟動 USB上的數據傳輸，報告 USB與 HCD信息交換時的狀態。對于要從 USB設備上接收數據的命令，主控制器接收數據，將它們傳送到命令所指定的系統主存儲器中。 5. USB設備 微機系統中用戶的終端設備，通過 USB的硬件層和軟件層與計算機系統進行數據交換。 四、 USB 傳輸類型 1. 控制傳輸 用于傳輸針對各設備控制、狀態讀取和配置寫入等類型的信息。控制傳輸用于提供一條從主控制器到 USB設備的控制通道，總是由一個狀態相位和緊跟在狀態相位之后的多個數據相位所組成，按先進先出 (FIFO)的方式進行傳輸。 2. 批傳輸 為客戶與主控制器之間允許較大延遲的大容量數據傳輸提供傳輸途徑，適應這種傳輸的 USB(如打印機、掃描儀等必須承受較大的傳輸延時。 3. 中斷傳輸 用于支持傳輸數據量少具有突發性的一類設備，主要用于要求一個可預測的中斷傳輸時間片斷，但不需要產生一個可預測的數據流一類設備。因此中斷傳輸只能用于數據輸入一類的傳輸，通常用于鍵盤和位置點的采集 (如鼠標、數字化儀 )等設備。這類設備并不要求因產生數據而占用 USB總線一段較長的時間，只是它們要發送數據時，才必須盡快給予響應。 4 . 等時傳輸 其特點是 USB設備與主控制器之間的數據傳輸速率為常數，并且固定不變。采用等時傳輸的典型設備如音頻數據流設備和電話設備，但這種傳輸不能絕對保證數據傳輸的完整性，傳輸失敗后不再重新傳輸。 4種傳輸類型的實際傳輸過程請參考教材 P375 高性能串行總線標準 IEEE1394 一、 IEEE1394總線特征 遵從 IEEE1212控制和狀態寄存器結構標準。 總線傳輸類型包括讀寫和 4字節連續讀 /寫。傳輸方式有同步 (等時 )和異步兩種。 自動地址分配，具有即插即用能力。 采用公平仲裁和優先級相結合的總線訪問，保證所有節點有機會使用總線。 提供兩種環境，即電纜環境和底板，使其拓撲結構非常靈活。 支持多種數據傳輸速率，底板環境下， TTL底板速率為 ，對于 BTL及 ECL底板則為 ，在電纜環境下，速率有 、 。正在制定中還有 1Gb/s。 兩個設備之間最多可相連 16個電纜單位，每個電纜單位的單距可達 ，這樣最多可用電纜連接相距 72m的設備。 IEEE1394標準的接口信號采用 6芯電纜和 6針插頭，其中 4根信號線組成兩對雙絞線傳送信息， 2根電源線，向被連設備提供電源。 二、 IEEE1394的主要性能特點 通用性強 傳輸速率高 實時性好 對被連設備提供電源 系統中設備之間是平等關系 連接簡單使用方便 三、 IEEE1394拓撲結構 CPU 內存 I/O IEEE1394橋接器 掃描儀 CPU 打印機 數字照相機 驅動器 驅動器 CD ROM 線纜連接 并行總線 內部總線連接 IEEE1394總線系統結構圖 IEEE1394總線 1. 電纜環境 2. 底板環境 3. 橋接器與節點 (1)橋接器 (2)節點 四、 IEEE1394地址分配 IEEE1394總線的設備地址為 64位寬，其中高端 16位是串行總線的接口標志 (nodeID)。這意味著允許系統最多有 64K個節點。串行總線和nodeID又分為兩個更小的域：高 10位標志的是總線 ID(busID)，低 6位標志的是物理節點 ID。因為這兩個域都保留了全 1時的值做特殊用途，這樣，所有的地址組合就能提供 1023個地址總線，而每個總線就可以直接連接 63個節點。余下的 248位在節點內部，分別用做 CSR(命令和狀態寄存器 )和一般存儲空間。 用 IEEEE1394連接起來的設備，它們采用一種內存編址的方法，各設備就像內存的存儲單元一樣，可以把設備資源當作寄存器或內存，因而可以進行處理器到內存的直接傳送，不必經過 I/O通道，有很大的優越性。 五、 IEEE1394數據傳輸方式 IEEE1394支持異步和同步 (等時 )兩種數據傳輸方式。異步方式把數據交換層信息送到一個特定的地址。同步方式基于通道號來廣播數據，而不是基于特定地址來傳輸數據。對同一個接口，提供異步和同步兩種方式，既允許非實時應用 (如打印機、掃描儀等 )，又允許實時應用 (如視頻和音頻傳輸等 )，也就是在同一總線上能可靠地傳輸計算機數據、音頻和視頻信號等不同速率的數據。 六、 IEEE1394電纜及連接 七、 IEEE1394總線工作過程 參考教材 P384 參考教材 P384 八、 IEEE1394與 USB的比較 參考教材 P38