USB (Раздаточный материал по URC220)

2017-12-28СтудИзба

Описание презентации

Файл "USB" внутри архива находится в следующих папках: Раздаточный материал по URC220, Documents, USB устройство. Презентация из архива "Раздаточный материал по URC220", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "программное обеспечение управляющих комплексов (поук)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "программное обеспечение управляющих комплексов (поук)" в общих файлах.

Просмотр презентации онлайн

Текст из слайда

Устройство шины USB
Куренев П.Н., группа РК10-82
кафедра «Робототехнические системы»
МГТУ им. Н.Э.Баумана
1

Общие сведения
USB (Universal Serial Bus) – это спецификация, разрабатывавшаяся
компаниями Compaq, Intel, Microsoft и NEC, а затем и Hewlett-Packard,
Lucent и Philips.
Стандарт был разработан для:
 упрощения подключения устройств к компьютеру
 реализации технологии PnP
 не требует использование прерываний или DMA
Это позволяет упростить разработку драйверов для новых устройств
USB 1.1
USB 2.0
Название
Скорость
Название
Скорость
Low Speed
1.5 Мбит/с
Low Speed
1.5 Мбит/с
Full Speed
12 Мбит/с
Full Speed
12 Мбит/с
High Speed
480 Мбит/с
2

Архитектура
• USB основан на топологии
типа “звезда”, где присутствует
только один ведущий
концентратор (Root Hub) и
может быть до 127
подключаемых устройств.
• В качестве устройств
выступают и другие
подключаемые концентраторы.
Топология шины USB:
физическая (сверху)
логическая (снизу)
• Максимальное число
подключённых друг к другу
концентраторов не должно быть
больше шести.
• Длина провода между
концентратором и устройством
не должна превышать пяти
метров
3

Физическая среда
В качестве среды передачи данных
используются специальные четырёхжильные
провода.
Сигналы D+ и D- образуют витую пару внутри
кабеля и используются для передачи данных, а
также для индикации состояний устройства.
Чтобы избежать неправильного соединения
используются разные разъёмы для хоста и
устройства: разъёмы типа A устанавливаются
на концентраторы, а B – на устройства.
Вывод
Сигнал
Цвет
1
Vbus
красный
2
D-
белый
3
D+
зелёный
4
GND
чёрный
4

Состояние шины USB
• устройство отключено (Detached)
• устройство подключено (Attached)
• простой (Idle)
• J состояние
• K состояние
• Single Ended Zero (SE0)
• Single Ended One (SE1)
• сброс (Reset)
• конец пакета (End of Packet – EOP)
D+ = 0, D- = 0
D+ или D- = 1 (Full/High или Low Speed)
D+ или D- = 1 (Full/High или Low Speed)
D+ = 1, D- = 0 (или наоборот)
D+ = 0, D- = 1 (или наоборот)
D+ = 0, D- = 0
D+ = 1, D- = 1 - ОШИБКА
установка SE0 на 10 мс
SE0 на 2 такта + J на 1 такт
5

Передача данных
Передача данных идёт пакетами с помощью
чередования J и K состояний (соответствуют 1 и
0 в бинарном коде) и выставления состояния Idle
между пакетами.
Используется NRZI (Non Return to Zero Inverted) кодирование данных.
Для передачи логической 1 происходит инверсия сигнала.
Отсутствие инверсии означает логический 0. Разработчику программного
обеспечения нет необходимости отслеживать состояния линии, так как
этой функцией занимается SIE (Serial Interface Engine) на аппаратном
уровне.
Начало пакета определяется определённым чередованием бит (маской)
– SYNC, далее идут байты данных, а затем EOP.
Первый байт данных – это всегда поле PID (1 байт), которое
определяет тип пакета и его назначение. В зависимости от значения
PID, последующие байты в поле “данные” могут иметь разное значение
6

Транзакции
Транзакция – это один успешный
обмен данными между устройством
и хостом. Существует три основных
типа транзакций: OUT, IN и SETUP.
Пакеты OUT транзакции
Пакеты IN транзакции
Пакеты SETUP транзакции
7

Типы передачи данных
1. Обязательное использование нулевой двунаправленной конечной точки для
передачи данных.
Состоит из трёх этапов: 1) SETUP; 2) DATA; 3) STATUS
2. Обмен данными на максимально возможной скорости с аппаратным контролем
ошибок, не гарантируется постоянная пропускная способность. Состоит из одной
IN или OUT транзакции.
3. Возможность посылать данные не реже чем один раз за кадр, аппаратный
контроль ошибок. Состоит из одной IN или OUT транзакции.
4. Имеет гарантированную пропускную способность, но не защищён от ошибок.
Основное применение данного способа передачи данных - передача аудио и
видео данных, где необходимо поддерживать постоянную скорость передачи, но
потеря небольшого количества данных несущественна.
8

Дескрипторы
Устройство содержит множество дескрипторов,
которые помогают определить, какое устройство
было подключено, а также возможности этого
устройства.
Устройство имеет один Device Descriptor,
который хранит информацию о производителе –
VID, и устройстве – PID, максимальном размере
пакета, а также о количестве Configuration
дескрипторов – bNumConfigurations.
Зная VID и PID, операционная система загружает
необходимый драйвер.
Драйвер при этом должен выбрать одну из
конфигураций.
После этого устройство начинает нормально
функционировать, выполняя необходимые
функции и используя все конечные точки для
обмена информацией между устройством и
драйвером.
9

Структура
процессора
AT91SAM7S
10

Структура UDP контроллера
UDPCK
MCK
User Interface
FiFos (DPR)
EP0 registers
EP0
EP1 registers
EP1
Serial
Interface
Engine
DP
DM
EP2 registers
ASB
EP2
Embedded
Txcv
EP3 registers
EP3
Global registers
Suspend/Resume Logic
11

Схема включения
12

Конечные точки
Endpoint
Number
Mnemonic
Dual-Bank
Max.
Endpoint
Size
Endpoint
Type
0
EP0
Нет
8
Control/Bulk/
Interrupt
1
EP1
Да
64
Bulk/Iso/
Interrupt
2
EP2
Да
64
Bulk/Iso/
Interrupt
3
EP3
Нет
64
Control/Bulk/
Interrupt
13

Регистры UDP контроллера
14

Спасибо за внимание!
15

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее