[资料]

外设及外设总线

2009-11-13 22:04:55 3600

0 外设及外设总线随着计算机的发展，微机的外设也在不断发展和更新，因此微机与外设之间的通信接口也必须有相应的发展。PC机的输入/输出 (Input/Output，I/O)子系统包括PC机系统中所有的I/O设备及相应的控制器，如键盘、鼠标、打印机、Modem、扬声器、数字电话、游戏杆及麦克风等设备的控制器。现在，所有的I/O设备均采用专用接口或串/并口与系统连接。这样，在设计PC机系统时就必须预留出尽可能多的I/O接口，因此系统成本高，外设连接过程繁琐。为了降低系统成本并简化设计，各PC机生产厂商纷纷推出自已的外设接口规范，产生了“外设总线”的概念。外设总线是指用于连接外围设备的辅助总线，这种辅助总线能够提高各种外围设备的兼容性，尽量减少PC机系统的对外引线接插口。同时它也使自动识别、配置相连外设、实现热插接及降低系统成本等变得简便易行。一、串/并口以前，串口遵循老式的8250 UART(Universal Asynochronous Receiver/Transmitter)标准，采用8位缓冲，支持19.2Kbps的传输率。而并口则采用Centronics并口，传输率约为 100Kbps。目前，串口已开始遵循16550 UART标准，该标准采用16位缓冲，支持115.2Kbps的传输率，适用于14.4Kbps、28.8Kbps及更高速的Modem。另外，还有一种红外型串口(Infrared Data Association，IrDA)，传输率高达115.2Kbps，主要用于设备间数据近距离的无线交换。而并口则遵循EPP(Enhanced Parallel Port)或ECP(Extended Capability Port)规范，这些规范支持PC机与相连设备间的双工通信，传输率高达1Mbps。二、USB外设总线围绕着外设总线体系结构的规范化、标准化设计，PC机界形成了两大阵营。一方是以苹果公司和拥有IEEE 1394规范的电子消费品厂商为代表，推出了被苹果公司称之为“FireWire”的外设总线规范。这种规范优先考虑性能，成本问题居次要位置。其优势在于对数字视频和数字摄影等应用的支持，FireWire支持100Mbps、200Mbps甚至400Mbps的传输率，最多可连接63个设备，甚至有可能取代SCSI成为新一代的硬盘接口。另一方是以Intel、Microsoft和拥有USB(Universal Serial Bus)规范的主要PC机厂商为代表，推出了“USB”外设总线规范。这种规范优先考虑的是成本问题，支持12Mbps的传输率，以菊花链方式最多可连接 127个设备，设备间的电缆可长达5米，同时还支持热插拔功能。 USB技术的应用是计算机外设总线的重大变革。USB系统由USB宿主Host、USB设备和它们间连接的电缆三部分组成。Host存在于主机内，它包括软件部分和Host控制器。USB设备分成两种，一种是集线器（Hub）,其功能是为其他USB设备提供扩展端口；另一种是功能块,它是完成某项具体功能的硬件设备，如鼠标、键盘等。USB系统拓扑结构如图1所示。 USB系统中Host与各个USB设备间的通信必须遵循USB规范中的传输模式和总线协议，其中包括以下内容：（1）总线枚举是动态检测并处理总线设备的变化情况。（2）错误检测与恢复是USB总线协议规定在每个数据包中加入CRC校验，这些校验算法能够检测出所有1或2比特的错误。Host在接收到错误数据后会自动重试三次，然后通知客户软件。另外总线还规定了硬件或软件实现的可选纠错算法。（3）USB数据流类型是从管理USB系统软件角度来描述的，它支持控制信号流、块数据流、中断数据流、实时数据流四种数据类型。控制信号流的作用是：当USB设备加入系统时，USB系统软件与设备之间建立起控制信号流来发送控制信号，这种数据不允许出错或丢失。块数据流通常用于发送大量数据，而分配给块数据流的带宽必须保证随时可以使用，不能被其他数据流类型占用。中断数据流是用于传输少量随机输入信号的，它包括事件通知信号、输入字符或坐标等，它们应该以不低于USB设备所期望的速率进行传输。实时数据流用于传输连续的、固定速率的数据，它所需的带宽与所传输数据的采样率有关。因为实时数据要求固定速率和低延时，USB系统专门对此进行了特殊设计，尽量保持低误码率和较大的缓冲区。（4）数据包格式定义了数据包中的同步域、各个头部和数据域。 USB为将来微型计算机的发展保留了很大的余地，其技术已进入实用化阶段。在未来的几年里，USB设备将慢慢取代传统设备。无论USB外设总线规范如何发展，所有USB外设都提供单一的标准接口，某个外设甚至PC机本身就可作为其他外设的集线器，通过标准接口便可直接挂接其他USB外设。 wIQX1LJ8.doc (28 KB, 下载次数: 5 ) 0
举报淘帖0 只看该作者相关推荐 • 通过AHBlite总线给SoC添加外设的设计实现 2419 • 时钟树上的APB/AHB总线对应外设相关资料下载 702 • STM32各时钟总线的外设是怎样的 1145 • STM32总线外设是如何分布的？ 458 • 三条时钟总线上挂的外设 607 • STM32的基本外设 2847 • 片上外设总线矩阵内存映射存储器区域功能 783 • 片内外设和片外外设的区别 2399 • STM32外设地址映射有哪些？都是什么？ 1121 • STM32外设地址映射介绍 1640 2条评论发表评论只看该作者